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Métrologie Sensorielle
Bertrand Thuillier - QualimapaFormation 2017
Apports de l’analyse sensorielle Perception sensorielle
Moyens à mettre en œuvre
Tests de différentiationTests de descriptionTests d’appréciation
Validation des mesures
Travaux pratiques
bertrand.thuillier@polytech-lille.fr
www.abt-sensory-analysis.com
Imaginer le produitSélectionner les ingrédientsAssembler / formuler la recette Déguster Apprécier (… ou pas) Re-formulerRe-déguster Apprécier Se servir
Modèle élémentaire
Une seule entité d’expertise et d’appréciation
-> Maximiser sa propre appréciation
Comprendre !!
Applications
Développement & Qualité produit
Composantes sensorielles
Applications
Evaluation sensorielle et design sensoriel
Agro-alimentaire :
Sens principaux :
Visuel
Olfactif - Gustatif
Ouie - Toucher
Sens principal :
Visuel - Toucher
Design sensoriel : Maîtrise dans la
conception et développement de tous les aspects
perçus dʼun produit (spécifications des sensations
dégagées par le produit). Objectif : Maximiser également les
perceptions positives pour un produit
Voir &utiliser
Autres secteurs :
Percevoir & consommer
Analyse fonctionnelle
Esthétisme
-> Métrologie sensorielle :
. Différentiation ?
. Description ?
. Appréciation ?
Applications
Nécessité d’une métrologie sensorielle basée
sur la perception sensorielle
Perception sensorielle
� Connaître son
environnement
immédiat
Photons
Ondes de pression sonores
Contraintes mécaniques externes
Contraintes mécaniques internes
Gravité et mouvements
Chaleur et froid
Molécules irritantes
Molécules non irritantes gazeuses
Molécules non irritantes dissoutes
Vision
Audition
Sensibilité tactile
Sensibilité kinesthésique
Equilibration
Sensibilité thermique
Sensibilité chimique
Olfaction
Goût
Perception sensorielle
Représentation sensorielle
1. Stimulus
2. Réception / Transduction-> Potentiel de réception
3. Conduction-> Amplification / Transmission
4. Représentation primaire-> Convergence dans des cellules nerveuses regroupées avec :
. Intensité : sommation des influx
. Qualité : origine topographique des influx
5. Représentation secondaire-> Traitement des messages (analyse du signal dans les cortex sensoriels) :
. Contrastés (# distinction bruit – signal),
. Stabilisés (continuité temporelle)
. Lissés (continuité spatiale),
. Complétés de par la nature discrète ou par l’absence des récepteurs)
6. Représentation consciente+ Mémoire, Plaisir, & Langage
Perception sensorielle
Mesurer les stimulus sensoriels
Différence / identité ?
Description ?
Appréciation ?
Difficultés : Variabilité des mesures. Facteur juge :
Variance inter
Variance intra
. Facteur produit
Objectifs
Moyens à mettre en œuvre
Local et box d’évaluation
Panel
Echantillons
Séance / Service
Méthodes
Rendre répétables des
informations subjectives
DifférenciationDescription
Appréciation
Moyens
Description – organisation – circulation –
Adaptation.
Biais d'environnement : Neutralité /
extraction / bruits
Contrôle : T°, hygrométrie, …
Boxs : taille, évier, éclairage, produits
particuliers
Local et box d’évaluation
Moyens
Recrutement & Sélection : Intérêt -
disponibilité
Filtres sur agueusies, anosmies
Formation & Entraînement :
Discrimination - Mémorisation
Evaluation :
Discrimination, répétabilité,
consensus
Panels : Recrutement et entraînement
Mandarine
Orange
Clémentine
Moyens
Echantillonnage des produits (pains,
jambon, fromage, fruits)
Codification en aveugle (chiffres)
Préparation : température et autres
paramètres physiques stables
Produits : Echantillonnage et préparation
Moyens
Biais d’attention et d’environnement : Perturbations extérieures,
température, bruits,…
Biais de présentation : présentation en premier, en second, …
Biais de service : Non régulier, agitation
des produits, …
Biais sur les juges : perturbation par des cosmétiques,
du café, …
Séance & service : Eviter les biais
Moyens
Tests sensoriels
Trois familles de tests :
. Tests de discrimination / conformité
. Profils / description libre
. Tests consommateurs / tests de produits
A chaque objectif de mesure ou composantes, des
tests différents.
Différence / identité ? (Différenciation)
Caractéristiques ? (Description)
Préférence ? (Appréciation)
Moyens
Différenciation
Les Tests de conformité / Suivis de production :
-> Panélistes peu nombreux (5 à 10)
-> Répétition forte des évaluations ou témoin disponible
Ces deux produits sont-ils différents ?
Ces deux produits sont-ils identiques ?
Ce produit est-il conforme (usine) ?
Les tests de discrimination (Test triangulaire, test par paire, test A-nonA, test 2
sur 5) :
-> Panélistes nombreux (10+)
-> Compromis saturation sensorielle et puissance statistique
Méthodes
Le test triangulaire (principe)
2 produits (A et B) :
3 échantillons
Présentation équilibrée des combinaisons :
AAB ABA BAA BBA BAB ABB
Présentation impérativement sans biais :
codes aléatoires - même présentation
Nombre de juges :
Minimum 15 juges
Question :
Quel est l’échantillon unique ?
Triangulaire
Exemple de présentation d’un test triangulaire
Séance : Essai MP
A -> Produit standard
B -> Essai MP
Génération aléatoire sur 3 caractères
Produit A : 131 - 876
Produit B : 357 - 912
Triangulaire
Exemple de saisie d’un test triangulaire
Questions :
. Code du produit différent ?
. Intensité de la différence (de 0 à 10) ?
. Commentaires sur cette différence ?
Triangulaire
?
Interprétation d’un test triangulaire
Les produits sont différents
Les produits ne sont pas différents
Risque α
Risque ß
Les produits ne sont pas identiques
Les produits sont identiques
Nombre de juges
Nombre de réponses
correctes
Loi binomiale B(nombre de
juges, probabilité : 1/3)
Triangulaire
DescriptionCaractéristiques de ces produits ?
Quelles sont leurs spécificités ?
Comment les décrire ?
Objectifs
Mesure : Echelles
Dimensions : Descripteurs
Dispositifs / nombre de produits
Mode d’évaluation
Méthodes
Approche classique (ou Profil produit std). QDA : Quantitative Descriptive Analysis - Stone et al. (1974)
. QFP : Quantitative Flavor Profiling - Stampanoni (1993)
Approches temporelles. Méthodes Temps Intensité - Larson-Powers et Pangborn (1978)
. Dominance Temporelle des Sensations (DTS) - Pineau et al. (2003)
Approches synthétiques (distances). Profil Napping© - Pages (2003)
. Tris libres
Méthodes de libre choix. Profil libre (Free Choice Profiling) - Williams et Langron (1984)
. Profil Flash © - Siffermann (2000). Profil Pivot © - Thuillier (2007)
Descriptions libres (traitement textuel). Dégustation classique
Le profil classique (principe)
Définition d’un système de mesure :
Echelle et Descripteurs
Apprentissage des juges :
Entraînement sur des références
Evaluation des produits – Questions :
Intensité des descripteurs sensoriels ?
Traitement des données :
Analyse des données :
Distribution - Variabilité - Différences - Synthèse
Profil produit
Profil : Echelles
Structurées (0 à 10 : 1, 2, 3 … )Distribution plus qualitative
Facilité d’utilisation
Eviter les petites échelles : 1 à 3,4,5
Continues (Très faible à très fort)Distribution plus homogène
Utilisation plus difficile
Profil produit
Profil : Descripteurs
1. Recherche des descripteurs : Selon absence ou présence préalable de descripteurs
2. Identification des termes possibles (si absence) : Génération de termes en petit comité sur la gamme des produits concernés
3. Consensus pour la sélection des descripteurs (10 -> 30) : pertinents
précis
discriminants
exhaustifs
indépendants
4. Références pour entraînement :Identification - Réalisation - Définition
→Râpeux
Profil produit
Profil : Nombre de produits / Dispositifs
Blocs Complets (usuel)Tous les produits sont
présentés à tous les juges
Blocs Incomplets (ou BIE) :Equilibre des présentations
Traitements spécifiques
Importance de la saturation sensorielle ->Limitation du nombre de produits à évaluer en même temps
Maximum 2 produits (produits très saturants : cigarettes)
Maximum 6 produits (produits peu saturants : eaux)
Profil produit
Profil : Codification / Présentation
Codification nécessaire :
présentation « à l’aveugle »
Utilisation de codes aléatoires à 3 chiffres
Eviter tous signes de reconnaissance
Equilibre des présentations nécessaire
Présentation aléatoire ou
Présentation en carrés latins ou
Présentation en carrés latins de Williams
Profil produit
Profil : Mode de service / évaluation
Présentation Monadique
Par produit
Tous descripteurs
Présentation Comparée
Par descripteur
Tous produits
Profil produit
Saisie d’un profil classique
Exemple de saisie
comparée
. Intensité de chacun des
descripteurs ?
. Commentaires sur cette
description ?
Profil produit
Analyse des résultats
Texte (commentaires / description libre) :
. Comptage des occurrences brutes des mots
. Regroupements par synonymie / lemmatisation
. Prise en compte des modalisateurs
. Fréquence des mots-clés et analyses factorielles
Chiffres (intensité des descripteurs) :
. Distribution des notes
. Statistiques simples et graphiques
. Analyse de la variabilité -> signification
. Analyses multi-dimensionnelles
Traitement
des
produits et
des juges
Profil produit
Statistiques descriptives
Représentations en profil vertical :Représentation en étoile :
Notes et commentaires bruts
Analyse de données
Information nécessaire mais non suffisante : signification !
Distribution des notes et signification
Nécessité d’identifier la distribution des notes⇒ Utilisation des statistiques appropriées
Distribution gaussienne :
Utilisation des moyennes / écart-type / intervalles de confiance
Planche de Galton
Distribution non gaussienne :
Utilisation des rangs / sommes des rangs.
Analyse de données
Données gaussiennes – 2 produits uniquement
Tests de Student apparié :
1. Différence entre produits, par juge
2. Calcul de la moyennes des différences
3. Calcul de l’écart-type
4. Statistique de Student
Tests de Student non apparié (comparé)
1. Calcul des moyennes et écart-type par produit, tous juges
2. Statistique de Student sur la différence des moyennes
Analyse de données
Données gaussiennes – plus de 2 produits
Analyse de la variabilité
Source de
variabilité
Degrés de
liberté
(ddl)
Somme des carrés Carrés moyens F FischerComparaison de moyennes
(ppds)
Produits p-1 SCP=j*Σ(ŷpro - ŷ)² CMP=SCP/p-1CMP/CM
E
ppds prod., 5% = t(5%,ddl
err) * racine(2*SCE/j)
Juges j-1 SCJ=p*Σ(ŷjug - ŷ)² CMJ=SCJ/j-1 CMJ/CMEppds juges, 5% = t(5%,ddl
err) * racine(2*SCE/p)
Erreur ou
résiduelle(p-1)(j-1) SCE=SCT-SCP-SCJ
CME=SCE/(p-1)(j-
1)- -
Total (p*j)-1 SCT=Σ(ypro,jug - ŷ)² - - -
2. Les différences observées sont-elles significatives ?
Les différences observées ont elles représentatives d’un phénomène statistiquement différent ou non ?
1. Quels sont les facteurs prépondérants ?
Importance des différences en passant d’un juge à un autre juge ou en passant d’un produit à un autre produit ?
Modèle simple à deux facteurs :
Produits + juges, sans répétition
Analyse de données
Données non gaussiennes – 2 produits uniquement
En cas de données appariées : Test de Wilcoxon
1. Rapprochement des deux séries de produits (a et b, par exemple)
2. Calcul des différences par paire (d)
3. Ordonnancement des différences en valeur absolue (r) avec prise en compte des ex-aequos
4. Affectation en r+ et en r – selon que a > b ou a < b
5. Somme des rangs R+, R-, nombre de paires (n) et statistique (unilatérale ou bilatérale) R de Wilcoxonsi n ≤ 20 ou statistique basée sur la loi normale réduite, si n>20.
En cas de données non appariées : Test U de Mann et Whitney
1. Rassemblement des valeurs des deux séries de produits
2. Ordonnancement des valeurs avec prise en compte des ex-aequos
3. Calcul de la somme des rangs pour les produits a et b
4. Calcul des Ua et Ub basés sur Ra,m et Rb,n – puis prise en compte du Umin
5. Statistique (unilatérale ou bilatérale) U de Mann et Whitney si m et n > 8 ou statistique basée sur la loi normale réduite.
Analyse de données
Données non gaussiennes – plus de 2 produits
En cas de données appariées : Test de Friedmann
1. Transformation des notes en rangs par juge avec prise en compte des ex-aequos
2. Somme des rangs par produit tous juges confondus
3. Calcul de de la statistique F (ou F’ en cas d’ex-aequos)
4. Calcul de la statistique de Kramer pour les comparaisons par paire
En cas de données non appariées : Test H de Kruskal et Wallis
1. Rassemblement des valeurs des séries de produits
2. Ordonnancement des valeurs avec prise en compte des ex-aequos
3. Calcul de la somme des rangs pour chacun des produits
4. Calcul de H avec la somme des rangs et le nombre de valeurs par produit
5. Statistique H de Kruskal et Wallis si 3 produits avec moins de 5 valeurs, sinon statistique basée sur la statistique du Khi²
Analyse de données
Analyse de données - stratégie
2 produits > 2 produits
Données
Normales(distribution gaussienne)
Tests de Student(appariés / non appariés)
Analyse de la variance(Tests de ppds / Newman&Keuls /
Duncan)
Données non
Normales(distribution non
gaussienne)
.Tests de Wilcoxon(bilatéral / unilatéral à droite et à
gauche)
.Tests U Mann et Whitney(bilatéral / unilatéral d&g)
.Tests de Friedmann(sans, avec ex-aequo : F,F’)
/ Test de Kramer)
.Tests H de Kruskal et
Wallis
Tests de
Kolmogorov-
Smirnov (<50)
Tests de Khi2
(>50)
Analyse de données
Résultats d’un profil produit standard
Représentations, normalité & signification
Analyse de données
Analyses multidimensionnellesComment décrire analyser et résumer un tableau de données ouencore représenter des objets décrits par plus de 3 dimensions ?
Analyses en Composantes Principales
Analyses Factorielles des Correspondances
STATIS
Analyse Procustéenne Généralisée
Classifications Ascendantes Hiérarchiques
Analyse de données
Analyses en composantes principales
Approche et étapes d’interprétation :
a. Considérer le % d’inertie apportée par les premières
composantes (valeurs propres)(VP = Somme des distances entre individus le long de cette composante)
-> Qualité de la représentation des individus
b. Identifier les descripteurs participant le plus à la
constitution des composantes (vecteurs propres)(projections des variables sur les composantes = coef. de corrélation des
variables sur les composantes)
-> Signification de la nature des composantes
c. Identification des variables pertinentes et de leurs liens-> Représentation et liens entre variables
d. Position, proximités et éloignement des individus-> Représentation et distances entre individus
Analyse de données
Liens entre représentations
Focales différentes basées
sur des valeurs de distances
Analyse de données
Formation et entraînement du panel
Utiliser un ou plusieurs produits référents pour former et entraîner le panel
Avec des résultats de synthèse sur le
déroulement des formations
Panel
Sur la base de triangulaires
Sur la base de profils
Validation des mesures : Etude du panel
Comment évaluer les notations ou les performances d’un juge ?
Graphiques de
comparaison par
juge ou par
descripteurs
Pour rappel, variabilité des mesures : . Facteur juge (Variance inter et intra)
. Facteur produit
Juges = instruments de mesure -> Nécessité de connaître ces instruments
Panel
Performances des panélistes
Indicateurs de répétabilité/reproductibilité, de
discrimination, d’homogénéité, de consensus
Indice de reproductibilité = Racine du carré moyen de l’erreur divisé par la moyenne
du descripteur considéré – plus basse est la valeur, plus répétable est le juge
Indice de discrimination = Probabilité du facteur produit du descripteur considéré –
plus basse est la valeur, plus discriminant est le juge
Indice d’homogénéité panel = Probabilité de l’interaction Juge x Produit – nécessité
d’une valeur non significative (sup. 0.05)
Consensus panel = Inertie composante 1 au carré divisé par la somme des inerties
au carré d’une ACP produits x juges – plus la valeur est proche de 1, plus le panel est
consensuel
Panel
Appréciation
Questions Acceptabilité / Préférence produits
. Comparaisons entre produits ?
. Amélioration des produits ?
. Evolution acceptabilité au cours du temps ?
. Compréhension préférence ?
Questions d'intentions d'achat / marché
. Développement des ventes ?
. Succès lancement d'un nouveau produit ?
Appréciation
Appréciation - Origines des préférences
* Origine biologiques initiales (mimiques des
bébés -> sucré +)
* Déterminants culturels (Famille, religion,
pays, représentation)
* Familiarisation sensorielle (attrait de la
nouveauté : apprentissage parental)
* Complexité du produit (diminution de la
lassitude)
* Expériences positives ou négatives
(problèmes digestifs)
Complexité et multiplicité
de ces origines / racines
Appréciation
Tests hédoniques
Tests de produits :
Evaluation des produits-> Comparaisons avec historiques d’appréciation
-> Corrélations avec des descriptions de produits
Questionnaires d’intention :
Pas d’évaluation des produits
-> Habitudes de consommation, préférences, marques
achetées, magasins fréquentés, intentions d’achat, …
Mesures comportementales :
Observations en situation
-> Fiabilisation des mesures
-> Pratiques culinaires, utilisation, …
-> expression impossible ou non verbale
Appréciation
Tests de produits (principe)
Produits : Evaluation en aveugle (1 à 6 produits maximum)
Présentation des produits :Servis principalement en monadique (en salle ou à domicile)
Présentation :Codes aléatoires – Présentation aléatoire ou carrés latins
Panélistes :Minimum 60 panélistes (consommateurs représentatifs)
Questionnaire :Questions d’appréciation – Qualités et défauts, principalement
Quelles réponses attendues, et par conséquent
quelles questions ?
Appréciation
Saisie d’un test de produits
Saisie des informations sur
différents supports (papier -
Internet – tablettes) en
fonction du contexte, sur
les produits ou les
personnes interrogées, et
selon les différentes
questions posées
Appréciation
Traitement d’un test de produits
Analyse de données (cf. traitements sur profils)
Analyse et signification des fréquences
Segmentation selon les caractéristiques des panélistes
Preference Mapping interne & externe
Appréciation
Travaux Pratiques 1/2
Mise en place de tests triangulaires
. Préparation du protocole
. Edition des feuilles
. Codification des verres
. Service
. Evaluation
. Saisie des données
. Edition des résultats
Travaux pratiques
Travaux Pratiques 2/2
Mise en place de tests de profils
Evaluation et traitement
. Préparation du protocole
. Edition des feuilles
. Codification des verres
. Service des produits
. Evaluation
. Saisie des données
. Traitement des données
. Edition des résultats
. Interprétation
Conception des questionnaires
. Service de jus d’orange représentatifs
. Evaluation des produits
. Expressions sur les perceptions
. Sélection par consensus des termes
. Reprise et définition des termes : attributs
. (Conception de quelques références)
. (Evaluation des références)
Travaux pratiques
Evaluation & compléments
Evaluation : Interprétation écrite des résultats (travail individuel)
. Description et interprétation des résultats des tests triangulaires.
. Description et interprétation des résultats statistiques concernant les tests
de profils.
. Revue des résultats sur les performances des juges.
Bibliographie et compléments :
. Traité d’évaluation sensorielle – Aspects cognitifs et métrologie des perceptions – Dunod - Paris.
. Evaluation sensorielle – Manuel méthodologique – Collection Tech&Doc Lavoisier - Paris.
. Recueil des normes en Analyse sensorielle – Afnor - Paris.
Travaux pratiques
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