D1.3 Choisir le diagramme le plus approprié pour représenter divers ensembles de données, y compris des diagrammes circulaires; représenter ces données à l’aide de diagrammes comprenant des sources, des titres, des étiquettes et des échelles appropriés; et justifier son choix.
HABILETÉ : CHOISIR LE DIAGRAMME APPROPRIÉ POUR REPRÉSENTER DIVERS ENSEMBLES DE DONNÉES
Visualisation – La représentation des données à l’aide de tableaux et de diagrammes vise à communiquer des renseignements en vue de les interpréter.
Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la 4e à la 6e année, p. 62.
Une représentation plutôt qu’une autre
« Il n’existe pas de critères préétablis pour comparer la valeur d’une représentation à celle d’une autre. La valeur relative d’une représentation dépend de l’intention de la question d’intérêt. Les diagrammes ne sont pas meilleurs que les tableaux, les diagrammes à bandes ne sont pas meilleurs que les diagrammes à pictogrammes, etc. Tout dépend du but de l’élève en créant la représentation. » [traduction libre]
(National Council of Teachers of Mathematics, 2003, p. 199)
Comment organiser les données
Divers tableaux et diagrammes sont couramment utilisés en traitement des données pour représenter des ensembles de données avec clarté et pour en faciliter l’analyse. Chacun a ses avantages ainsi que ses limites. Il importe toutefois de noter qu’en général la construction d’un tableau précède la construction d’un diagramme.
Au cycle moyen, selon le contenu d’apprentissage du programme-cadre, les élèves représentent les données à l’aide d’une variété de diagrammes, y compris des diagrammes à bandes multiples, des diagrammes à bandes empilées, des histogrammes et des diagrammes à ligne brisée.
Au cycle intermédiaire, les élèves choisissent parmi l’un des modes de représentation appris lors des années antérieures ou utilisent le diagramme circulaire, le mode de représentation enseigné en 7e année.
Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la 4e à la 6e année, p. 66-67.
Une fois que les données relatives à une enquête ont été regroupées par catégories dans un tableau de fréquences ou autre, il est souvent très utile de les représenter à l’aide d’un diagramme en raison de son impact visuel. En effet, un diagramme :
- présente l’information de façon organisée;
- est habituellement plus facile à lire et à interpréter qu’une représentation de données à l’aide d’un texte ou d’un tableau;
- aide à voir l’ensemble des données en un coup d’œil et à s’en faire une première impression; par exemple, si les données sont réparties également ou inégalement entre les catégories;
- facilite la prochaine étape du processus d’enquête, soit l’analyse des données et l’interprétation des résultats.
Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la maternelle à la 3e année, p. 86.
HABILETÉ : REPRÉSENTER DES DONNÉES À L’AIDE DE DIAGRAMMES
Une fois que les données ont été recueillies et enregistrées, les élèves doivent les regrouper à l’intérieur d’un nombre restreint de catégories. Il n’y a pas de règle qui dicte la façon de regrouper les données. Le choix du regroupement dépend, en grande partie, du type de donnée recueillie.
Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la maternelle à la 3e année, p. 81.
L’ordre des catégories est important dans les diagrammes présentant des données quantitatives. Les nombres sont mis en ordre croissant. En revanche, l’ordre des catégories importe peu dans les diagrammes présentant des données qualitatives; par exemple, les couleurs peuvent être placées dans n’importe quel ordre.
Les sources, les titres, les étiquettes et les échelles fournissent des précisions importantes sur les données d’un diagramme :
- La source indique l’origine des données recueillies.
- Le titre présente les données du diagramme.
- Les étiquettes indiquent les catégories ayant servi au classement des données.
- Les échelles indiquent les valeurs sur un axe du diagramme.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
HABILETÉ : JUSTIFIER SON CHOIX DE DIAGRAMME
Afin de cibler la meilleure représentation pour les données recueillies, les élèves doivent comprendre les caractéristiques et les objectifs des différents types de diagrammes pour choisir la meilleure façon de représenter un ensemble de données. Alors que les données peuvent être visualisées au moyen de différents types de représentations, il est important de sélectionner le plus précis, celui qui assure la meilleure clarté des données en contexte.
- Les diagrammes à pictogrammes, les lignes de dénombrement, les diagrammes à bandes, les diagrammes à bandes multiples et les diagrammes à bandes empilées sont utilisés pour présenter des données qualitatives ainsi que des données discrètes.
- Les histogrammes présentent des données continues à l’aide d’intervalles. Les bandes d’un histogramme n’ont pas d’espace entre elles en raison de la nature continue des données. Cela contraste avec les diagrammes à bandes qui présentent des espaces entre les bandes pour montrer que les catégories sont discrètes.
- Les diagrammes à ligne brisée servent à montrer une évolution dans le temps et sont utiles pour dégager les tendances. Les élèves mettent en pratique leur compréhension des échelles et des estimations pour créer des diagrammes à ligne brisée.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
- Les diagrammes circulaires sont utilisés pour représenter la proportion de chaque catégorie au sein d’un ensemble.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Exemple
Identification du type de représentation graphique
Des données sont récoltées pour connaître la durée moyenne sous l’eau en fonction de l’âge afin d’élaborer des exercices efficaces dans un cours de natation de la région. Puisque le diagramme à ligne brisée est utilisé pour montrer une évolution dans le temps, celui-ci est de mise pour représenter les données du contexte. Dans cette situation, ce sera l’âge, en années, qui sera représenté sur l’axe horizontal. Le diagramme doit comprendre les sources, les titres, les étiquettes et des échelles appropriées.

Source : Club de natation de la ville
Le gouvernement fédéral fait une étude sur la population active (population qui travaille) afin de connaître la proportion des personnes payant de l’impôt dans chaque groupe d’âge. Un histogramme est utilisé lorsque les données sont continues et organisées en intervalles. Il montre bien ici la répartition pour chaque groupe d’âge. Le diagramme doit comprendre les sources, les titres, les étiquettes et des échelles appropriées.

Source : Gouvernement du Canada
Une compagnie de production d’ordinateurs veut connaître les navigateurs de recherche les plus populaires afin d’étudier la possibilité de les intégrer par défaut dans leurs produits. Puisque les données sont des pourcentages, le diagramme circulaire est de mise afin de montrer la partie du tout qu’occupe chaque navigateur de recherche. Le diagramme doit comprendre les sources, les titres, les étiquettes et des échelles appropriées.

Source : Compagnie Ordi Plus
Source : En avant, les maths!, 8e année, CM, Données, p. 6-7.
CONNAISSANCE : TYPES DE DIAGRAMMES
Ligne de dénombrement
La ligne de dénombrement est utile pour représenter un grand nombre de données numériques. Chaque donnée est représentée par un X et les X correspondant à une même quantité sont disposés l’un au-dessus de l’autre de manière à former des colonnes. Puisque la hauteur de chaque colonne correspond alors à la taille de la fréquence qu’elle représente, l’analyse des données s’effectue facilement.

Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la 4e à la 6e année, p. 83.
Diagramme à bandes (verticales ou horizontales)
Le diagramme à bandes sert à représenter les fréquences d’un ensemble de données. Il est composé de bandes rectangulaires dont la longueur correspond à la taille des fréquences. Il aide à voir, en un coup d’œil, la distribution des données dans chacune des catégories.
Note : Pour faciliter la construction de diagrammes à bandes, il est recommandé de demander aux élèves d’utiliser du papier quadrillé.


Caractéristiques d’un diagramme à bandes
- Il a un titre (par exemple, Anniversaires de naissance selon les saisons).
- Il a un axe (vertical ou horizontal) gradué selon une échelle appropriée.
- Il a un autre axe qui représente des catégories (par exemple, printemps, été, automne, hiver).
- Les deux axes ont chacun une étiquette (par exemple, Nombre d’élèves, Saisons).
- Les bandes ont la même largeur et leur longueur correspond, en fonction de l’échelle retenue, à la taille de la fréquence qu’elles représentent (par exemple, si l’échelle est par intervalles de 1, une bande de longueur 3 représente une fréquence de 3).
- Les bandes sont séparées par des espaces égaux.
Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la 4e à la 6e année, p. 71-72.
Diagramme à bandes multiples
Le diagramme à bandes multiples représente plus d’un ensemble de données simultanément. Il a les mêmes caractéristiques qu’un diagramme à bandes, mais chaque catégorie a deux bandes ou plus de données. Une légende indique le code de représentation des données.
Un diagramme à bandes multiples peut être construit selon une orientation horizontale ou verticale. L’orientation choisie dépend d’une préférence personnelle ou de la pertinence de la représentation.

Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Il est possible d’organiser les données de façon à pouvoir comparer plus facilement des catégories de données entre elles. Pour comparer, par exemple, le nombre et le type d’animaux de compagnie des élèves de la 1re à la 6e année, il suffit de résumer les données à l’aide d’un diagramme à bandes multiples, dans ce cas à bandes doubles.

Diagramme à bandes empilées
Les diagrammes à bandes empilées présentent les données de façon proportionnelle. Ces diagrammes peuvent être utilisés pour présenter des pourcentages ou des fréquences relatives. Chaque bande du diagramme représente un tout, et chaque segment d’une bande représente une catégorie différente. Des couleurs différentes sont utilisées dans chaque bande pour différencier les catégories les unes des autres au sein de la même bande. Le diagramme à bandes empilées peut être créé de plus d’une façon pour illustrer différentes comparaisons.
Les bandes empilées sont utiles lorsqu’il y a une deuxième variable nominale dans un ensemble de données, par exemple un ensemble qui comprend les sortes de barres granola préférées et l’âge.
Les sources, les titres, les étiquettes et les échelles fournissent des précisions importantes sur les données d’un diagramme.
- La source indique l’origine des données recueillies.
- Le titre présente les données du diagramme.
- Les étiquettes indiquent les catégories ayant servi au classement des données.
- Les échelles indiquent les valeurs sur un axe du diagramme.
- L’échelle des fréquences relatives est indiquée en utilisant des fractions, des décimales ou des pourcentages.
Exemple

Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Diagramme à ligne brisée
Le diagramme à ligne brisée permet d’illustrer la relation entre deux ensembles de données continues. Des données continues sont des données qui peuvent prendre n’importe quelle valeur à l’intérieur d’un intervalle choisi. Les élèves du cycle moyen utilisent habituellement le diagramme à ligne brisée pour illustrer le changement sur une période, tel que le changement de température ou la croissance d’une plante.
Exemple

Caractéristiques d’un diagramme à ligne brisée
- Il a un titre (par exemple, Niveau de l’eau de la rivière Blanche).
- Les axes ont chacun une échelle appropriée (par exemple, 0, 1, 2, 3 et J, F, M…).
- Les axes ont chacun une étiquette (par exemple, Mois, Niveau [m]).
- Les données sont représentées par des points.
- Les points consécutifs sont reliés par des segments qui indiquent le changement entre les deux données correspondantes.
Source : Guide d’enseignement efficace des mathématiques, de la 4e à la 6e année, p. 79-82.
Histogramme
Mode de représentation des valeurs prises par une variable continue, comme la taille, l’âge ou la masse, sur un échantillon donné. Pour chaque classe, on trace un rectangle dont la longueur du côté sur l’axe des abscisses représente l’amplitude de la classe et dont la hauteur est proportionnelle à la fréquence de la classe. L’histogramme est habituellement utilisé pour traiter de grands ensembles de données. Il n’y a aucun intervalle entre les barres à cause de la nature continue des données. Le graphique formé en reliant les points médians des sommets des colonnes d’un histogramme se nomme le polygone des effectifs.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.

Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
CONNAISSANCE : DIAGRAMME CIRCULAIRE
Le diagramme circulaire présente des données sous forme de secteurs proportionnels à la fréquence de chaque catégorie. Ce type de diagramme illustre un tout divisé en parties, chaque donnée qualitative représentant un pourcentage de 360 degrés. Le cercle est divisé en pointes qui illustrent la répartition, en pourcentages, des secteurs qui composent un tout. Chaque secteur, que délimitent deux rayons, représente une catégorie de données, et la surface qu’occupe le secteur dans le cercle est proportionnelle à l’ensemble de données qu’il représente.
Le diagramme circulaire contient les éléments suivants :
- un titre;
- un cercle divisé en secteurs adjacents;
- la désignation des secteurs à l’aide de pourcentages;
- la désignation des secteurs en fonction des catégories ou à l’aide d’une légende.
Source : Inspiré de En avant, les maths! Données, 7e, CM, p. 3.
Plus le nombre de données représenté est grand, plus le secteur est grand. Ces données sont exprimées en pourcentage (%), et leur somme équivaut toujours à 100 pour cent. Il est essentiel d’avoir un titre et une légende qui désigne la catégorie de chaque secteur.
Exemple

Les données des différents secteurs ne doivent pas être trop semblables, car le tout devient trop difficile à lire et à analyser. Si les différents secteurs ont à peu près la même taille, l’élève devrait songer à l’utilisation d’un diagramme à bandes ou d’un histogramme.
Habituellement, il est préférable qu’il n’y ait pas plus de cinq ou de six secteurs dans un diagramme circulaire. Si les données recueillies nécessitent plus de six secteurs, les éléments les plus importants sont sélectionnés et les autres sont regroupés sous le secteur Divers ou Autres. Ce secteur est toujours représenté en dernier, même s’il ne représente pas la plus petite valeur de données.
Exemple

Les diagrammes circulaires sont utilisés pour représenter la proportion de chaque catégorie au sein d’un ensemble.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Afin d’obtenir un pourcentage de 360 degrés, nécessaire à la construction du digramme circulaire, l’élève doit convertir les données de chaque catégorie.
Exemple
Si l’athlète passe huit heures par semaine à s’entraîner et que 40 minutes de ce temps sont utilisées pour l’haltérophilie, cela signifie que 8 % de son temps y est consacré. Donc, pour convertir cette information afin de l’utiliser dans un graphique circulaire, l’élève doit suivre les deux étapes suivantes :
Étape 1 :
Transformer le pourcentage en décimal.
\(pourcentage \div 100\)
\(8 \div 100\)
\(= 0,08\)
Étape 2 :
Multiplier le nombre décimal par 360 pour déterminer le degré de l’angle qui sera proportionnel au pourcentage.
\(nombre\ décimal \times 360^{\circ} \)
\(0,08 \times 360\)
\(= 28,8^{\circ} \)
Puisque le pourcentage total du cercle représente 100 % du cercle et qu’il y a 360 degrés dans un cercle, le ratio fonctionne. Cela signifie que les 28,8 degrés du cercle constituent le secteur qui correspond au 8 % de temps consacré à l’haltérophilie.
Source : inspiré du site Web de Statistique Canada.
Éléments à considérer pour la construction d’un diagramme circulaire :
- Vérifier si les données sont discrètes.
- Déterminer, en pourcentage, la fréquence associée à chaque catégorie de données.
- Déterminer la mesure de l’angle au centre de chacun des secteurs si un cercle à degrés est utilisé.
- Tracer un cercle, puis utiliser le cercle de pourcentages ou le cercle de degrés pour tracer les secteurs.
- Étiqueter le diagramme : un titre descriptif et une légende expliquant ce que représente chaque secteur.
- Écrire, s’il y a lieu, le pourcentage et l’étiquette de la catégorie à côté de chacun des secteurs afin d’éviter de devoir revenir constamment à la légende pour interpréter le diagramme.
Source : Carte de route des apprentissages mathématiques, 7e année, Éducation Manitoba, p. 30.
Utilisation des technologies
La technologie peut aussi être utilisée pour construire un diagramme circulaire. Celle-ci permet de construire plus rapidement un diagramme circulaire, puisque les calculs de proportions des secteurs se font automatiquement. Cependant, l’élève doit être en mesure de relever les différents éléments du diagramme et d’en faire une interprétation juste. Voici les étapes à suivre lorsque l’élève utilise un tableur Excel pour tracer un diagramme circulaire. L’exploration par les élèves d’autres tableurs, tel que Google Sheets, est encouragé afin de créer une flexibilité quant à l’utilisation de divers outils technologiques.
Étape 1 :
Cliquer sur l’onglet Accueil et entrer les catégories dans la colonne A et les données dans la colonne B.
Sélectionner les noms des catégories et les données pour chacune des catégories.

Étape 2 :
Cliquer sur l’onglet Insertion, puis sur Insérer un graphique en secteurs ou en anneaux, et sélectionner un type de diagramme circulaire.

Étape 3 :
Cliquer sur l’icône Éléments de graphique pour étiqueter le diagramme et insérer le titre.

Enfin, cliquer sur l’icône Styles de graphique pour choisir les couleurs, le type d’étiquette, le type de légende, etc.

Source : Carte de route des apprentissages mathématiques, 7e année, Éducation Manitoba, p. 31-32.
CONNAISSANCE : SECTEURS
Le secteur est la portion de disque que limitent deux rayons.
Source : dictionnaire Le Robert en ligne.
Exemple

Source : Adapté de En avant, les maths!, 7e année, CM, Données, p. 3.
CONNAISSANCE : LÉGENDE
La légende est la note explicative qui décrit chacune des catégories du diagramme. Elle aide à comprendre les données.
Exemple

Source : En avant, les maths!, 7e année, CM, Données, p. 3.
CONNAISSANCE : TITRE
Le titre présente les données du diagramme.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Exemple

Source : En avant, les maths!, 7e année, CM, Données, p. 3.
CONNAISSANCE : ÉTIQUETTE
Les étiquettes indiquent les catégories ayant servi au classement des données.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Exemple

CONNAISSANCE : SOURCE
La source indique l’origine des données recueillies du diagramme.
Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.
Exemple

Source : Curriculum de l'Ontario, Programme-cadre de mathématiques de la 1re à la 8e année, 2020, Ministère de l'Éducation de l'Ontario.