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Écart-type : définition, formule et calcul

L’écart-type mesure la dispersion des valeurs autour de leur moyenne : c’est la racine carrée de la moyenne des carrés des écarts à la moyenne. Plus il est faible, plus la série est homogène (définition de l’Insee). Deux classes peuvent avoir la même moyenne de 12 sur 20 avec des écarts-types de 1,3 et de 4,8 : dans la seconde, les notes sont presque quatre fois plus étalées.

Mis à jour le · Rédaction moyenne.org · Nos sources

Les deux formules

Population entière (on divise par n)
σ = √[Σ(xᵢ − x̄)² ÷ n]
Échantillon (on divise par n − 1)
s = √[Σ(xᵢ − x̄)² ÷ (n − 1)]
Loi normale : part à ± 1 écart-type
environ 68 %

L’écart-type est la racine carrée de la variance et s’exprime dans la même unité que les données.

Comment calculer un écart-type pas à pas

  1. Calculez la moyenne x̄ de la série.
  2. Calculez chaque écart à la moyenne : xᵢ − x̄.
  3. Élevez chaque écart au carré.
  4. Faites la moyenne de ces carrés : c’est la variance (divisez par n, ou par n − 1 pour un échantillon).
  5. Prenez la racine carrée : c’est l’écart-type.
Calcul détaillé pour la classe B : notes 4, 8, 12, 14, 16, 18 (moyenne 12)
NoteÉcart à la moyenneÉcart au carré
4−864
8−416
1200
1424
16416
18636
Total0136

Résultat

Variance (population) : 136 ÷ 6 ≈ 22,67. Écart-type : √22,67 ≈ 4,76.
Version échantillon : 136 ÷ 5 = 27,2, écart-type ≈ 5,22.
Classe A (notes 10, 11, 12, 12, 13, 14, même moyenne 12) : somme des carrés des écarts = 10, écart-type ≈ 1,29.

La colonne des écarts totalise toujours 0 : c’est pour cela qu’on les élève au carré, sinon positifs et négatifs s’annuleraient. Si l’on prend plutôt leurs valeurs absolues, on obtient un autre indicateur, l’écart moyen.

Calculez l’écart-type de votre série

Moyenne

12

L’outil calcule l’écart-type de population (division par n). Pour un échantillon, multipliez le résultat par √(n ÷ (n − 1)).

Diviser par n ou par n − 1 ?

Si vos données couvrent toute la population qui vous intéresse (les 28 élèves de la classe), divisez par n. Si elles sont un échantillon servant à estimer la dispersion d’une population plus large (1 000 personnes interrogées pour décrire tous les Français), divisez par n − 1. Les écarts sont mesurés par rapport à la moyenne de l’échantillon, qui est par construction « au centre » des données : diviser par n sous-estimerait la dispersion réelle. La correction de Bessel (n − 1) compense ce biais pour la variance.

Fonctions d’écart-type selon les logiciels
OutilPopulation (÷ n)Échantillon (÷ n − 1)
Excel (français)ECARTYPE.PEARSONECARTYPE.STANDARD
Google SheetsECARTYPEPECARTYPE
Python (statistics)pstdevstdev
Calculatricesσx ou σnsx ou σn−1

Avec beaucoup de données, la différence devient négligeable : pour n = 100, le rapport entre les deux vaut √(100 ÷ 99) ≈ 1,005.

Interpréter un écart-type : la règle des 68-95-99,7

Pour une distribution en cloche (loi normale), environ 68 % des valeurs sont à moins d’un écart-type de la moyenne, 95 % à moins de deux, et 99,7 % à moins de trois. Les tests de QI en donnent une illustration directe : ils sont étalonnés sur une moyenne de 100 et un écart-type de 15.

Part de la population dans chaque intervalle, pour une loi normale (exemple du QI : moyenne 100, écart-type 15)
IntervalleQI correspondantPart de la population
Moyenne ± 1 écart-type85 à 115≈ 68,3 %
Moyenne ± 2 écarts-types70 à 130≈ 95,4 %
Moyenne ± 3 écarts-types55 à 145≈ 99,7 %

Cette règle ne vaut que pour des distributions proches de la loi normale. Pour des revenus ou des patrimoines, très asymétriques, l’écart-type est moins parlant : on lui préfère l’écart interquartile (voir quartiles) ou les rapports de déciles. Le QI est détaillé sur la page QI moyen.

Comparer des dispersions : le coefficient de variation

Un écart-type de 7 cm sur des tailles d’adultes et de 0,5 kg sur des poids de nouveau-nés ne se comparent pas directement. Le coefficient de variation, écart-type ÷ moyenne, donne une dispersion relative sans unité : 7 ÷ 176,6 ≈ 4 % pour une taille moyenne d’homme de 176,6 cm avec un écart-type d’environ 7 cm.

L’écart-type est sensible aux valeurs extrêmes, car les écarts sont élevés au carré : une seule valeur aberrante peut le doubler. Vérifiez vos données avant d’interpréter. L’écart-type ne dit pas non plus où se trouve le centre : il se lit toujours avec la moyenne, et pas avec la médiane ou le mode.

Toutes les méthodes sont dans la rubrique calcul de moyenne.

Questions fréquentes

Un écart-type peut-il être négatif ?

Non. C’est la racine carrée d’une somme de carrés : il est toujours positif ou nul. Il vaut 0 seulement si toutes les valeurs sont identiques.

Quelle différence entre écart-type et variance ?

La variance est le carré de l’écart-type. Elle s’exprime en unités au carré (points², cm²), ce qui la rend peu lisible ; l’écart-type revient à l’unité des données.

Qu’est-ce qu’un « bon » écart-type ?

Il n’y a pas de valeur idéale : tout dépend de ce que l’on mesure. On compare plutôt des écarts-types entre eux (deux classes, deux machines) ou on les rapporte à la moyenne.

Quelle différence avec l’erreur type ?

L’écart-type décrit la dispersion des données ; l’erreur type, écart-type ÷ √n, décrit la précision de la moyenne calculée sur ces données.

Sources

  1. Insee, « Écart-type », définition, mise à jour 2020. insee.fr
  2. Microsoft, « Fonctions statistiques (référence) » (ECARTYPE.PEARSON, ECARTYPE.STANDARD), Excel, consulté en 2026. support.microsoft.com
  3. Python Software Foundation, « statistics — Fonctions mathématiques pour les statistiques », documentation Python 3. docs.python.org