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Éducation Nationale Française · Sixième

Organisation et gestion de données

⌚ ~162 min ▢ 18 blocs ✓ 87 exercices PDFCours complet PDFFiche d'exercices PDFCorrections ➣ Prérequis : Les pourcentages
I Préparer l'enquête
I.1 Le processus d'enquête statistique
Les statistiques sont partout, des moyennes sportives aux bulletins d'information sur la météo.
  • Un joueur de basket-ball marque en moyenne 14,6 points par match.
  • L'année dernière a été l'année la plus chaude jamais enregistrée depuis 1897.
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Définition — Statistiques
Les statistiques sont la science qui consiste à concevoir des enquêtes, puis à collecter, organiser, analyser et interpréter des données pour répondre à une question spécifique.
Méthode — Processus d'enquête statistique
Une enquête statistique suit ces cinq étapes clés :
  1. Poser la question : Définir clairement ce que l'on veut étudier.
  2. Collecter les données : Rassembler les informations pertinentes pour la question.
  3. Analyser les données : Compter, calculer des proportions, plus tard des moyennes.
  4. Représenter les données : Afficher les données organisées de manière visuelle avec des graphiques.
  5. Interpréter les données : Tirer des conclusions pour répondre à la question.
Compétences à pratiquer
  • Identifier les étapes d'une enquête
I.2 Poser la question
Définition — Question statistique
Une question statistique est une question claire et précise à laquelle on répond en collectant et en analysant des données, et dont les réponses varient : d'une personne ou d'un objet à l'autre, la réponse n'est pas toujours la même.
Exemple
On étudie la question statistique : « Quelle est la matière scolaire préférée des élèves de notre classe ? » Les réponses varient d'un élève à l'autre.
Compétences à pratiquer
  • Poser de bonnes questions d'enquête
I.3 La population et le caractère étudié
Définition — Population
Une population est l'ensemble des personnes ou des objets que l'on veut étudier.
Exemple
Pour cette enquête, la population est l'ensemble des 25 élèves de la classe.
Exemple
Les données collectées sont la liste des réponses de chaque élève, comme « Maths », « Arts », « Sciences », « Arts », « Sport », etc.
Définition — Caractère qualitatif, caractère quantitatif : compter ou mesurer
Une enquête porte sur un caractère (on dit aussi une variable) : ce que l'on observe chez chaque personne ou chaque objet.
  • un caractère qualitatif : la réponse nomme une catégorie (la couleur des yeux, le plat préféré), même quand elle s'écrit avec un nombre, comme un numéro de maillot ;
  • un caractère quantitatif : la réponse dit combien. Elle se compte (le nombre de frères et sœurs) ou se mesure (la taille en centimètres, la masse en kilogrammes, une durée).
Pour trancher, se demander : la réponse dit-elle combien ?
Exemple
Pour cette enquête :
  • Le caractère « Matière préférée » est qualitatif car les réponses sont des catégories (Maths, Arts, etc.).
  • Le caractère « temps consacré aux devoirs chaque semaine » est quantitatif : la réponse est une durée, qui se mesure (par ex. 2 heures, 5 heures).
Compétences à pratiquer
  • Identifier les populations
  • Classer les types de données
I.4 Les questions d'une enquête
Définition — Questions ouvertes et fermées
Lorsqu'on prépare une enquête, le type de question détermine les réponses que l'on recueille.
  • Une question fermée propose un ensemble fixe de réponses au choix (par exemple : oui/non, ou une liste de propositions). Ses réponses sont faciles à compter et à mettre dans un tableau.
  • Une question ouverte laisse chacun répondre avec ses propres mots. Ses réponses sont riches mais plus difficiles à trier et à compter.
Définition — Échelle d'appréciation
Une échelle d'appréciation est une question fermée dont les réponses sont rangées dans l'ordre, pour mesurer à quel point les personnes qui répondent aiment quelque chose. Un exemple courant propose cinq réponses, dans cet ordre : « n'aime pas du tout », « n'aime pas trop », « moyen », « aime un peu », « aime beaucoup ». Comme les propositions sont rangées dans l'ordre, les barres du diagramme en barres gardent cet ordre, d'un bout à l'autre de l'échelle, et les résultats peuvent être comparés.
Compétences à pratiquer
  • Concevoir des questions d'enquête
II Collecter et organiser les données
II.1 Collecter les données
Définition — Recensement
Un recensement est une enquête qui collecte des données auprès de chaque membre d'une population.
Méthode — Collecter et enregistrer les données d'une enquête
Une fois la question posée et la population identifiée, il faut une méthode systématique pour collecter et enregistrer les réponses. Pour interroger tout le monde dans un petit groupe, comme une classe (un recensement), un tableau de comptage est un outil efficace.
  1. Préparer un tableau de comptage : avant de commencer, créer un tableau avec une ligne pour chaque catégorie de réponse possible et une colonne pour les bâtons.
  2. Mener l'enquête : poser la question de l'enquête à chaque personne de la population, une par une.
  3. Enregistrer chaque réponse : pour chaque réponse reçue, placer un bâton Illustration dans la ligne de la catégorie correspondante. Ne pas oublier de faire du cinquième bâton une ligne diagonale qui barre les quatre premiers Illustration pour faciliter le comptage.
Exemple
Collecter des données pour la question « Quelle est ta matière préférée ? »
À mesure que l'on interroge chacun des 25 élèves, on remplit la colonne des bâtons. Après avoir interrogé les 25 élèves, le tableau de comptage ressemblerait à ceci :
Matière Bâtons
Maths Illustration
Sciences Illustration
Sport Illustration
Arts Illustration
Compétences à pratiquer
  • Lire un tableau de comptage et organiser des données
II.2 Le tableau à double entrée
Définition — Tableau à double entrée
Un tableau à double entrée est un tableau qui organise les données en lignes et en colonnes.
  • Les colonnes (verticales) représentent une catégorie (comme la couleur).
  • Les lignes (horizontales) représentent une autre catégorie (comme la forme).
Pour lire le tableau, on regarde où une ligne et une colonne se croisent. Cette case contient ce qui respecte les deux règles.
Méthode — Lire les totaux d'un tableau
Certains tableaux à double entrée portent une ligne et une colonne de plus, toutes deux nommées Total.
  1. Une case du tableau se lit en croisant : la ligne donne une règle, la colonne donne l'autre. « Garçons » croisé avec « À vélo » donne le nombre de garçons qui viennent à vélo.
  2. La colonne Total donne, pour chaque ligne, combien il y en a en tout : on ajoute les nombres de toute la ligne.
  3. La ligne Total donne, pour chaque colonne, combien il y en a en tout : on ajoute les nombres de toute la colonne.
  4. Le coin est le total de tout. On peut le trouver de deux façons : en ajoutant les nombres de la colonne Total qui sont avant le coin, ou en ajoutant les nombres de la ligne Total qui sont avant lui. Les deux façons doivent être d'accord — c'est ainsi qu'on contrôle un tableau.
Exemple
Une école a demandé à tous ses élèves comment ils viennent à l'école. Voici le tableau des réponses.
Filles Garçons Total
À pied \(77\) \(65\) \(142\)
À vélo \(29\) \(18\) \(47\)
En voiture \(24\) \(24\) \(48\)
En bus \(18\) \(27\) \(45\)
Total \(148\) \(134\) \(282\)
Combien de garçons viennent à vélo ? Combien d'élèves viennent à pied ? Combien y a-t-il d'élèves en tout ?

On croise, puis on lit les totaux.
  • Les garçons à vélo : la ligne « À vélo » croisée avec la colonne « Garçons » donne \(18\) garçons.
  • Les élèves à pied : la ligne « À pied » ne s'arrête pas aux filles : son Total dit \(142\) élèves, et en effet \(77 + 65 = 142\).
  • Tous les élèves : le coin dit \(282\). On le contrôle des deux façons : en descendant la colonne Total, \(142 + 47 + 48 + 45 = 282\) ; en suivant la ligne Total, \(148 + 134 = 282\). Les deux façons sont d'accord.

Compétences à pratiquer
  • Lire un tableau à double entrée
  • Compléter un tableau à double entrée
II.3 Prélever des données dans un texte
Méthode — Prélever des données dans un texte
Un problème n'arrive pas toujours avec un tableau : les données peuvent être cachées dans un texte. Avant de répondre à quoi que ce soit, on sort les données du texte et on les range dans un tableau.
  1. Lire le texte une fois, puis souligner chaque nombre avec ce qu'il compte (« 40 bandes dessinées », « 8 albums »). Un nombre sans sa catégorie ne sert à rien.
  2. Tracer un tableau avec une ligne par catégorie, et une ligne pour le total.
  3. Le remplir. Attention : certains nombres du texte ne sont pas les données cherchées (une date, un numéro de page, un âge), et certaines données sont données indirectement (« les autres », « deux fois plus ») : il faut les calculer. Parfois, au contraire, une donnée nécessaire n'est pas dans le texte : on ne peut alors pas répondre sans elle.
  4. Vérifier le total, puis répondre à la question à partir du tableau, pas du texte.
Exemple
« En mars, la bibliothèque de l'école a prêté 96 livres. Les élèves ont emprunté 40 bandes dessinées, 32 romans, des documentaires et 8 albums. La bibliothèque, ouverte depuis 2009, ouvre 3 jours par semaine. » Combien de documentaires ont été empruntés ? Quel genre de livre a été emprunté deux fois plus souvent que les albums ?

Les nombres qui comptent des livres sont \(96\) (le total), puis \(40\) ; \(32\) et \(8\). L'année \(2009\) et les \(3\) jours ne sont pas les données cherchées. Les documentaires sont donnés indirectement : \(96 - 40 - 32 - 8 = 16\).
Genre de livre Nombre
Bandes dessinées 40
Romans 32
Documentaires \(96-40-32-8 = 16\)
Albums 8
Total 96
Deux fois \(8\), c'est \(16\) : les documentaires ont été empruntés deux fois plus souvent que les albums.

Compétences à pratiquer
  • Trouver l'information qui manque
  • Passer du texte au tableau
III Représenter et interpréter
III.1 Exprimer une proportion en pourcentage
Méthode — Exprimer une proportion en pourcentage à partir d'un tableau
Une fois l'enquête comptée, le tableau donne une partie et un tout. Les comparer répond à des questions comme « est-ce la majorité ? » ou « est-ce plus du quart ? ».
  1. Lire dans le tableau le nombre de la catégorie étudiée : c'est la partie.
  2. Ajouter entre eux les nombres des catégories (sans les totaux s'il y en a) : c'est le tout.
  3. Écrire la proportion sous forme de fraction, la partie sur le tout.
  4. La transformer en pourcentage : pour un tout de \(100\), le numérateur est déjà le pourcentage ; dans les cas simples (un tout qui divise \(100\), ou qui en est un multiple), chercher la fraction égale de dénominateur \(100\).
Exemple
L'enquête « quelle est ta matière préférée ? » a été menée dans une classe de \(25\) élèves.
Matière Maths Sciences Sport Arts
Élèves \(8\) \(5\) \(7\) \(5\)
Quelle proportion de la classe a choisi les maths ? L'exprimer en pourcentage.

$$\begin{aligned} \text{partie} &= 8 && \text{(la colonne Maths)} \\ \text{tout} &= 8 + 5 + 7 + 5 = 25 && \text{(la classe entière)} \\ \text{proportion} &= \dfrac{8}{25} && \text{(la partie sur le tout)} \\ &= \dfrac{8 \times 4}{25 \times 4} = \dfrac{32}{100} && \text{(fraction égale de dénominateur 100)} \\ &= 32\pourcent \end{aligned}$$ Un peu moins du tiers de la classe a choisi les maths, et c'est la matière la plus choisie.

Compétences à pratiquer
  • Exprimer une proportion en pourcentage
III.2 Le diagramme en barres
Définition — Diagramme en barres
Un diagramme en barres montre les données avec des barres. Il se dessine comme un pictogramme : une colonne d'images devient une barre. Chaque barre monte jusqu'au nombre de son groupe : plus la barre est haute, plus le nombre est grand. Le plus souvent, les noms des groupes sont écrits en bas et les nombres sur le côté. Un coup d'\oe il suffit pour voir quel groupe a le plus grand nombre.
Méthode — Lire un diagramme en barres
Pour lire un diagramme en barres tracé par quelqu'un d'autre :
  1. Lire le bas : les noms écrits sous les barres disent ce que chaque barre compte.
  2. Lire le côté : les nombres écrits sur le côté sont l'échelle. Souvent, elle monte de un en un : chaque carreau vaut un.
  3. Suivre une barre : poser le doigt sur le haut de la barre et le glisser jusqu'aux nombres. Le nombre atteint est le total de cette barre.
  4. Comparer sans compter : la barre la plus haute est la réponse la plus fréquente, la plus basse la moins fréquente — et deux barres de même hauteur, ce sont deux réponses choisies aussi souvent. Pour savoir combien de plus, on lit les deux nombres et on soustrait.
Méthode — Construire un diagramme en barres
À partir d'un tableau de comptage, on trace le diagramme en barres sur papier quadrillé.
  1. Les deux axes : tracer la ligne de base, puis l'axe vertical à sa gauche. Numéroter l'axe vertical de un en un, à partir de \(0\) sur la ligne de base : chaque carreau vaut un.
  2. Les noms : écrire le nom de chaque catégorie sous la ligne de base, un nom par barre ; laisser un espace entre deux barres (ici, une colonne vide).
  3. Une barre à la fois : lire le total de la catégorie dans le tableau, puis colorier les carreaux de sa barre depuis la ligne de base vers le haut, jusqu'à ce que le haut de la barre soit à la hauteur de son nombre sur la ligne verticale.
  4. Contrôler : glisser le doigt du haut de chaque barre jusqu'à la ligne verticale — on doit relire le nombre du tableau.
Ci-dessous, le tableau de comptage des fruits donne : pomme \(3\), poire \(5\), prune \(2\).
Illustration
Compétences à pratiquer
  • Lire et interpréter des diagrammes en barres
  • Construire un diagramme en barres
III.3 Le diagramme circulaire
Définition — Diagramme circulaire
Un diagramme circulaire montre comment un total est partagé entre des catégories. Le disque représente le total entier ; chaque catégorie reçoit un secteur (une part), et plus le secteur est grand, plus la part est grande. La moitié du disque, c'est la moitié du total ; le quart du disque, le quart du total. Sur ces diagrammes, le disque est découpé en \(12\) parts égales par des traits fins, si bien qu'un secteur se lit en nombre de parts sur \(12\) : \(3\) parts sur \(12\), c'est un quart ; \(2\) parts, un sixième (car \(6 \times 2 = 12\)) ; \(6\) parts, la moitié. Un diagramme semi-circulaire fonctionne de la même façon, avec un demi-disque qui représente le total entier ; les nôtres sont découpés en \(10\) parts égales.
Illustration
Méthode — Lire un diagramme circulaire
Pour trouver combien de choses représente un secteur :
  1. Trouver le total. Il est écrit dans le titre ou dans le texte (« le sport préféré des \(24\) élèves »). Sans le total, un diagramme circulaire comme les nôtres, sans rien d'écrit dans les secteurs, ne donne que des parts, pas des nombres.
  2. Lire la part du secteur : compter ses parts sur \(12\), ou la comparer à la moitié ou au quart du disque.
  3. Calculer le nombre : la part du total. Le quart de \(24\), c'est \(24 \div 4 = 6\) ; une part sur \(12\), c'est \(24 \div 12 = 2\), donc \(2\) parts font \(4\).
  4. Vérifier : en ajoutant les nombres de tous les secteurs, on doit retrouver le total.
Exemple
Le diagramme circulaire montre le sport préféré des \(24\) élèves d'une classe. Combien d'élèves préfèrent chaque sport ?
Illustration

Le total est \(24\).
  • Football : 6 parts sur 12, c'est la moitié du disque, donc la moitié de 24 \(= 12\) élèves.
  • Natation : 3 parts sur 12, c'est un quart du disque, donc un quart de 24 \(= 6\) élèves.
  • Danse : 2 parts sur 12, c'est \(\frac{1}{6}\) du disque, donc \(\frac{1}{6}\) de 24 \(= 4\) élèves.
  • Judo : 1 part sur 12, c'est \(\frac{1}{12}\) du disque, donc \(\frac{1}{12}\) de 24 \(= 2\) élèves.
Vérification : \(12 + 6 + 4 + 2 = 24\).

Des parts, pas des nombres. Ces deux diagrammes circulaires se ressemblent exactement : dans les deux, la lecture occupe un quart du disque. Mais le premier concerne une classe de \(20\) élèves et le second une école de \(100\) élèves. Un quart de \(20\), c'est \(5\) élèves ; un quart de \(100\), c'est \(25\) élèves. Le même secteur peut représenter des nombres très différents : les parts se comparent sur les disques, mais pour comparer des nombres entre deux diagrammes circulaires, regarder d'abord leurs totaux.
Illustration  Illustration
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Compétences à pratiquer
  • Lire un diagramme circulaire
  • Passer du diagramme au tableau
III.4 Représenter des mesures par des points
Une fois les données organisées dans un tableau, on peut créer des graphiques pour voir les tendances visuellement. Les diagrammes en barres sont excellents pour comparer les nombres de réponses (les effectifs), tandis que les diagrammes circulaires sont idéaux pour montrer les proportions.
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Méthode — Représenter des mesures par un ensemble de points
Lorsqu'une grandeur est mesurée pendant qu'une autre varie, les couples de nombres se placent dans un repère : chaque ligne du tableau devient un point.
  1. Tracer deux axes perpendiculaires. Porter sur l'axe vertical la grandeur qui dépend de l'autre, et l'autre (souvent le temps) sur l'axe horizontal. Nommer chaque axe et donner son unité.
  2. Regarder la plus grande valeur de chaque colonne et choisir une graduation pour que tout tienne sur la feuille. Les deux axes n'ont pas besoin de la même graduation.
  3. Choisir la valeur de départ de chaque axe : ce n'est pas forcément \(0\). Si toutes les mesures sont entre \(18\) et \(25\), faire partir l'axe vertical de \(18\) étale les points ; un zigzag sur l'axe marque la coupure.
  4. Placer un point par ligne du tableau. Relier les points dans l'ordre par des segments de droite donne un graphique en ligne.
Exemple
La température d'une salle de classe a été mesurée à chaque heure d'une matinée.
Heure (h) \(8\) \(9\) \(10\) \(11\) \(12\)
Température (°C) \(18\) \(19\) \(21\) \(22\) \(24\)
Représenter ces mesures par un ensemble de points.

Les heures vont de \(8\) à \(12\), les températures de \(18\) à \(24\). Faire partir l'axe vertical de \(18\) plutôt que de \(0\) étale les cinq points sur toute la hauteur au lieu de les tasser en haut ; un zigzag en bas de l'axe vertical marque la coupure.
Illustration
Les points montent de gauche à droite : la salle se réchauffe au fil de la matinée.

Compétences à pratiquer
  • Représenter des mesures par un ensemble de points
III.5 Interpréter les données
Méthode — Une méthode pour interpréter les données
L'interprétation est l'étape finale et la plus importante. C'est là que l'on explique l'histoire que racontent les données. Suivre ces étapes pour rédiger une bonne interprétation.
  1. Énoncer les principaux résultats : Commencer par décrire les points les plus évidents. Quelle est la catégorie la plus populaire (le mode) ? Quelle est la moins populaire ?
  2. Faire des comparaisons : Utiliser des mots de comparaison (par ex., « plus que », « moins que », « deux fois plus ») pour comparer les différentes catégories. Faire des calculs simples si nécessaire.
  3. Utiliser des données spécifiques comme preuves : Appuyer les affirmations avec des nombres. Utiliser les nombres (effectifs) ou les proportions en pourcentage du tableau ou du graphique.
  4. Tirer une conclusion : Rédiger une phrase de conclusion qui répond directement à la question statistique de départ.
  5. Réfléchir et poser de nouvelles questions : Se demander ce que les données ne disent pas. Ce résultat s'applique-t-il à toute l'école, ou seulement à la classe ? Que pourrait-on étudier ensuite ?
Exemple — Interprétation de l'enquête « Matière préférée »
Appliquer la méthode en 5 étapes pour interpréter les résultats de l'enquête sur les matières préférées.
Matière Effectif Proportion (\(\pourcent\))
Maths 8 \(32\pourcent\)
Sciences 5 \(20\pourcent\)
Sport 7 \(28\pourcent\)
Arts 5 \(20\pourcent\)
  • Principaux résultats : Les données montrent que les Maths sont la matière la plus populaire. Les matières les moins populaires sont les Sciences et les Arts, qui sont à égalité.
  • Comparaisons : Plus d'élèves ont choisi les Maths (8) que le Sport (7). Le nombre d'élèves qui préfèrent les Sciences est le même que ceux qui préfèrent les Arts (5).
  • Preuves : Les Maths sont la matière préférée pour 32\(\pourcent\) de la classe : c'est la matière la plus choisie (le mode), juste devant le Sport (8 contre 7).
  • Conclusion : En conclusion, d'après l'enquête auprès de 25 élèves, la matière préférée dans cette classe est les mathématiques.
  • Réflexion : Cette conclusion ne s'applique qu'à la classe de 25 élèves. Une nouvelle question pour une future enquête pourrait être : « Les Maths sont-elles aussi la matière préférée dans toute l'école ? »
Méthode — Faire un choix en filtrant un tableau
Un tableau contient souvent plus que ce dont on a besoin. Choisir, c'est ne garder que les lignes qui vérifient un critère, puis comparer ce qui reste.
  1. Dire avec des mots ce que l'on cherche et le traduire en critère : une colonne, une condition.
  2. Parcourir le tableau ligne par ligne et ne garder que les lignes qui le vérifient.
  3. Parmi les lignes gardées, comparer sur la colonne qui décide, puis nommer la réponse.
  4. Vérifier qu'aucune ligne gardée n'a été oubliée, et qu'aucune ligne écartée ne vérifiait le critère.
Un second critère peut être nécessaire lorsqu'il reste plusieurs lignes. L'ordre des deux critères ne change pas le résultat.
Exemple
Quatre trains vont de la ville à la mer.
Train Départ Durée Prix
A \(7\) h \(10\) \(3\) h \(05\) \(34\) \euro
B \(9\) h \(40\) \(2\) h \(50\) \(52\) \euro
C \(12\) h \(15\) \(3\) h \(20\) \(29\) \euro
D \(16\) h \(05\) \(2\) h \(45\) \(61\) \euro
Quel train prendre pour arriver avant \(13\) h, au prix le plus bas ?

Le premier critère est « arrive avant \(13\) h ». Le tableau ne donne pas l'arrivée : elle se calcule pour chaque train, départ plus durée. $$\begin{aligned} A &: 7\,\text{h}\,10 + 3\,\text{h}\,05 = 10\,\text{h}\,15 && \text{(gardé)} \\ B &: 9\,\text{h}\,40 + 2\,\text{h}\,50 = 12\,\text{h}\,30 && \text{(gardé)} \\ C &: 12\,\text{h}\,15 + 3\,\text{h}\,20 = 15\,\text{h}\,35 && \text{(écarté)} \\ D &: 16\,\text{h}\,05 + 2\,\text{h}\,45 = 18\,\text{h}\,50 && \text{(écarté)} \end{aligned}$$ Il reste deux trains : le second critère, le prix, les départage. Le train \(A\) coûte \(34\) \euro, le train \(B\) \(52\) \euro. La réponse est le train A.

Compétences à pratiquer
  • Comparer des données et faire un choix
IV Pour aller plus loin
Compétences à pratiquer
  • Problèmes
  • Quiz