Module 4 · Phase « Measure »

Distributions non-normales & échantillonnage

Toutes les distributions ne sont pas gaussiennes : lognormale, bimodale, Weibull, et la caractérisation d'une forme par son asymétrie (skewness) et son kurtosis. Puis la relation population / échantillon — pourquoi et comment on mesure une partie pour conclure sur le tout.

Source : Module 4 — Phase « Measure » · Statistiques de base — Les distributions non-normales / Population vs. échantillon.

Sommaire du chapitre complet : définition · types de données · paramètres d'une distribution · facteur de stabilité et coefficient de variation · la distribution normale · les distributions non-normales · population vs. échantillon · théorème de la limite centrée.

Rubrique précédente : la distribution normale.

QCM 1 — Distributions non-normales QCM 2 — Population vs. échantillon

1 · Les distributions non-normales

  • Toutes les distributions ne sont pas normales.
  • Quelques familles courantes :
    • Lognormale — typique d'un délai (temps de traitement, durée de réparation…) : bornée à zéro, queue étirée à droite.
    • Bimodale — deux pics de fréquence (souvent le signe de deux sous-populations mélangées).
    • Weibull — très utilisée en fiabilité (durées de vie, temps avant défaillance).
Exemples de distributions non-normales : lognormale, bimodale et Weibull, avec les schémas d'asymétrie négative et positive et les trois types de kurtosis (leptokurtique, mésokurtique, platykurtique).
Distributions non-normales, asymétrie et kurtosis (support Module 4 — Measure).

2 · Asymétrie (skewness)

  • Distribution symétrique → asymétrie = 0 (données également réparties de part et d'autre de la moyenne).
  • Asymétrie positive → la plupart des données sont à gauche de la moyenne, les valeurs extrêmes s'étirent à droite.
  • Asymétrie négative → l'inverse : masse à droite, queue à gauche.

3 · Kurtosis (coefficient d'aplatissement)

Le kurtosis indique l'épaisseur des queues de la courbe par rapport à une normale.

KurtosisNomForme
> 0LeptokurtiqueMonte assez haut et retombe vite — courbe plus « pointue », queues épaisses.
= 0MésokurtiqueRéférence : la loi normale est mésokurtique (avec une asymétrie de 0).
< 0PlatykurtiqueDistribution aplatie.

Piège : ne pas confondre kurtosis et variance. Une distribution platykurtique n'a pas forcément une variance plus élevée qu'une distribution leptokurtique.

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4 · Population vs. échantillon

  • Population — l'ensemble des éléments (produits, individus…) objet de l'étude. Exemples : un lot de production (journée, semaine…), une campagne de production, les dossiers traités dans le mois.
  • Échantillon — un groupe d'éléments prélevés au hasard, sur lesquels on mesure des données pour l'analyse.
Une population de taille N représentée par un grand ensemble de points, et plusieurs échantillons de taille n prélevés à l'intérieur.
Population de taille N et échantillons de taille n (support Module 4 — Measure).

5 · Stratégies d'échantillonnage

  • Stratifié — la population est découpée en sous-groupes homogènes (strates), puis on tire aléatoirement dans chaque strate pour garantir la représentativité.
  • En grappe — la population est divisée en groupes (grappes), souvent géographiques ou organisationnels, et on retient des grappes entières pour simplifier la collecte.
  • Aléatoire — chaque élément a la même probabilité d'être sélectionné : échantillon représentatif, sans biais.
  • Systématique — on choisit un point de départ au hasard puis on prélève à intervalles réguliers dans la liste (par exemple tous les 10 éléments).

6 · But de l'échantillonnage & notations

  • L'échantillonnage cherche à caractériser une population en n'en mesurant qu'une partie.
  • Appliqué à la surveillance d'un processus, son but est de détecter les changements de comportement du processus qui se répercutent sur les caractéristiques du produit.
  • La relation population ↔ échantillon est d'autant plus fiable que l'échantillon est grand.
ParamètrePopulationÉchantillon
MoyenneμX̄ (« X barre »)
Écart-typeσs

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