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Régression linéaire simple et multiple

Découvrez quels facteurs du procédé font varier la réponse, le poids de chacun, quelle combinaison donne le meilleur résultat et avec quelle marge d’erreur, à partir des données dont vous disposez déjà. Collez depuis Excel une colonne pour la réponse (le résultat) et une pour chaque facteur, une ligne par essai ou par lot ; la page construit l’équation, montre quels facteurs comptent vraiment et simule « et si je change la température ? ».

Outil de prédimensionnement et d’estimation : les résultats ne remplacent ni l’étude, le calcul ou le rapport signé par un professionnel qualifié, ni la vérification selon les normes applicables.

VérificationRévision 03/11/2026
Données
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Exemples :
Modèle
Prévoir et optimiser

L’optimisation cherche dans la plage observée de chaque facteur ; en dehors, le modèle n’a pas été vérifié.

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—Ce que le modèle explique
—

Graphique du modèle ajusté

Avec 1 prédicteur : droite ajustée avec bandes de confiance (IC) et de prévision (IP) et l’équation. Avec plusieurs : observé × ajusté. Touchez un point pour l’exclure de ce graphique seulement et voir changer la droite et le R².

Comment lire : avec 1 prédicteur, X sur l’axe horizontal et Y sur l’axe vertical ; la ligne est le modèle, la bande étroite (IC) est l’endroit où se trouve la vraie moyenne et la bande large (IP), celui où tombera la prochaine mesure individuelle. Avec plusieurs prédicteurs, chaque point est une ligne du tableau : valeur prévue à l’horizontale, mesurée à la verticale. Points collés à la diagonale = bon modèle ; les points éloignés sont des cas que le modèle n’explique pas.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Simulateur « et si » : profil de prévision

Déplacez chaque facteur et voyez la réponse prévue avec IC et IP. Chaque courbe montre l’effet d’un facteur, les autres étant fixés ; le triangle vert marque l’optimum.

Comment lire : en haut, la réponse prévue pour les valeurs choisies, avec IC (moyenne) et IP (pièce individuelle). Dans chaque mini-graphique, l’axe horizontal est un facteur et la courbe montre la réponse quand lui seul change ; la ligne rouge est la valeur actuelle du curseur. Courbe inclinée = facteur à fort effet ; courbe plate = faible effet.

Contour et surface de réponse

Réponse prévue pour deux facteurs continus ; les autres restent aux valeurs du simulateur.

Comment lire : c’est une carte : les deux axes sont deux facteurs et la couleur (ou la hauteur, sur la surface) est la réponse prévue. Les couleurs identiques forment des bandes de même résultat ; la zone la plus foncée ou la plus haute est celle du meilleur réglage. Des bandes inclinées montrent que les deux facteurs se compensent ; si les courbes se referment en « œil », il y a un optimum à l’intérieur de la zone essayée.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Effets normalisés

Pareto des effets (|t| de chaque terme) avec la ligne du t critique, ou droite de Henry des effets.

Comment lire : chaque barre est un terme du modèle (facteur, interaction ou carré), du plus fort au plus faible ; la longueur est la taille de l’effet en unités d’erreur. Les barres qui dépassent la ligne verticale (t critique) sont des effets réels ; celles qui restent en deçà peuvent être du bruit et sont candidates à sortir du modèle.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Apport de chaque facteur

Augmentation du R² quand le facteur entre en dernier dans le modèle (impact incrémental).

Comment lire : chaque barre indique combien de points de R² le modèle perdrait si l’on retirait ce facteur. Barre longue = facteur indispensable ; barre proche de zéro = facteur qui apporte peu, car un autre porte déjà la même information. Utilisez-la pour décider où investir dans la maîtrise du procédé.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Effets principaux et interactions

Moyennes ajustées de chaque facteur (les autres à la moyenne) et courbes d’interaction avec l’autre facteur bas et haut.

Interactions

Comment lire : dans les effets principaux, chaque panneau montre la réponse moyenne quand un facteur va du minimum au maximum essayé : plus la ligne est inclinée, plus le facteur pèse. Dans les interactions, les deux lignes sont l’autre facteur bas et haut : parallèles = chaque facteur agit seul ; écartées ou croisées = le meilleur réglage de l’un dépend de l’autre.

Résidus : 4 en 1

Probabilité normale, en fonction des ajustements (avec LOWESS), histogramme et en fonction de l’ordre. Points en rouge : |résidu normalisé| > 2, avec le numéro de ligne.

Comment lire : le résidu est l’erreur du modèle sur chaque ligne. Un modèle fiable laisse des erreurs sans motif : points sur la droite en probabilité normale ; nuage de largeur constante autour de zéro en fonction des ajustements (entonnoir = variance croissante, courbe = il manque un terme) ; histogramme en cloche ; et aucune tendance en fonction de l’ordre (tendance = quelque chose a changé dans le temps).

Résidus en fonction de chaque prédicteur

Recherche une courbure ou un entonnoir par rapport à chaque facteur.

Comment lire : un panneau par prédicteur : l’axe horizontal est le facteur et l’axe vertical, l’erreur du modèle. Nuage dispersé sans forme autour de zéro = le facteur est bien représenté. Courbe en U ou en ∩ = il manque le terme quadratique de ce facteur ; entonnoir = la dispersion change avec le facteur (envisagez la transformation log).

Points atypiques et influents

Effet de levier × résidu normalisé ; la taille de la bulle est la distance de Cook.

Comment lire : chaque bulle est une ligne du tableau. Axe horizontal : effet de levier (degré de rareté de la combinaison de X ; à droite = point isolé). Axe vertical : résidu normalisé (écart entre le Y mesuré et le Y prévu ; au-delà de ±2 = surprise). Grosse bulle = point qui, à lui seul, modifie l’équation : vérifiez que la mesure est correcte avant de vous fier au modèle.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Équation de régression

Coefficients

VIF calculé avec les prédicteurs continus centrés.

Comment lire : Coef = variation de la réponse quand le facteur augmente d’une unité (les autres étant fixés) ; ET = incertitude du coefficient ; t = Coef ÷ ET ; valeur p < 0,05 = effet démontré ; VIF au-dessus de 5 à 10 = le facteur se confond avec un autre et le coefficient est instable.

Récapitulatif du modèle

Comment lire : S = erreur type d’une prévision, dans l’unité de la réponse ; R² = % de la variation expliquée ; R²(aj) tient compte des termes inutiles ; R²(prév) estime la justesse sur de nouvelles données : bien en dessous du R² = le modèle a mémorisé les données (trop de termes).

Analyse de la variance

SC ajustée de chaque terme (type III). L’inadéquation de l’ajustement apparaît quand il y a des essais répétés aux mêmes X.

Sélection du modèle

Ajustements et diagnostics des observations inhabituelles

R : résidu normalisé élevé ; X : fort effet de levier.

Prévision de nouvelles valeurs

Optimiseur de réponse

Meilleure combinaison de facteurs dans la plage des données, avec la désirabilité d (Derringer et Suich).

Étape suivante

Reportez les résultats de cette page dans un autre calculateur, avec les champs déjà remplis.

La note de calcul réunit les entrées, résultats, équations, hypothèses et références de cette page, avec des champs pour le projet, le responsable et la révision. Le rapport complet comprend aussi les graphiques et les interprétations, en couleur. Dans la fenêtre d’impression, choisissez Enregistrer au format PDF.

Méthode, hypothèses et références

Équations utilisées

y = Xb + e ; b = (XᵀX)⁻¹Xᵀy par décomposition QR ; S = √[SCE ÷ (n − p)]
ET(bⱼ) = S√[(XᵀX)⁻¹]ⱼⱼ ; T = bⱼ ÷ ET(bⱼ) ; VIFⱼ = 1 ÷ (1 − R²ⱼ)
R² = 1 − SCE/SCT ; R²aj = 1 − CME ÷ [SCT/(n − 1)] ; PRESS = Σ[eᵢ ÷ (1 − hᵢ)]² ; R²prév = 1 − PRESS/SCT
IC de la moyenne : ŷ ± t·S√(x₀ᵀ(XᵀX)⁻¹x₀) ; IP : ŷ ± t·S√(1 + x₀ᵀ(XᵀX)⁻¹x₀), t avec n − p DL
rᵢ = eᵢ ÷ [S√(1 − hᵢ)] ; Dᵢ (Cook) = rᵢ²hᵢ ÷ [p(1 − hᵢ)] ; DW = Σ(eᵢ − eᵢ₋₁)² ÷ Σeᵢ²
Terme : F = [(SCE sans le terme − SCE) ÷ DL] ÷ CME ; pas à pas : entre si p < α, sort si p > α (hiérarchie maintenue)

Hypothèses et limites

  • Résidus indépendants, de moyenne nulle et de variance constante ; la normalité compte pour les petits échantillons (moins de 15 lignes).
  • Le modèle ne vaut que dans la plage observée des facteurs. Une relation statistique ne prouve pas la causalité : confirmez l’effet par un essai planifié.
  • L’optimisation est une recherche numérique (grille + affinage) et donne une bonne combinaison, pas forcément l’optimum global. Exclure des points en les touchant n’est qu’un test visuel.

Normes et documents techniques

  • Montgomery, D. C.; Peck, E. A.; Vining, G. G. Introduction to Linear Regression Analysis, 5th ed. Wiley, 2012
  • Kutner, M. H.; Nachtsheim, C. J.; Neter, J.; Li, W. Applied Linear Statistical Models, 5th ed. McGraw-Hill, 2005
  • Draper, N. R.; Smith, H. Applied Regression Analysis, 3rd ed. Wiley, 1998
  • Cook, R. D. Detection of influential observation in linear regression. Technometrics 19(1), 1977, p. 15–18
  • Durbin, J.; Watson, G. S. Testing for serial correlation in least squares regression II. Biometrika 38, 1951, p. 159–178
  • Derringer, G.; Suich, R. Simultaneous optimization of several response variables. Journal of Quality Technology 12(4), 1980, p. 214–219
  • Minitab. Assistant white papers: Simple Regression; Multiple Regression (critères de la carte de vérification)
  • Brownlee, K. A. Statistical Theory and Methodology in Science and Engineering, 2nd ed. Wiley, 1965 (données de stack loss)
  • NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, section 4 (Process Modeling)

Réglementation applicable

  • Consultez la réglementation en vigueur dans votre pays en matière de santé et sécurité au travail, d’équipements sous pression, d’installations électriques et d’environnement applicable à cette installation.

Questions fréquentes

Quelle différence entre le R² et le R² ajusté ?

Le R² augmente toujours quand on ajoute un terme, même inutile. Le R² ajusté tient compte du nombre de termes et n’augmente que si le terme améliore vraiment le modèle. Comparez les modèles avec le R² ajusté et regardez aussi le R² de prévision : s’il est bien plus bas, le modèle a mémorisé les données.

Qu’est-ce que l’intervalle de prévision et quand l’utiliser ?

C’est la plage où doit tomber une seule nouvelle mesure. L’intervalle de confiance ne concerne que la moyenne. Pour savoir si une pièce ou un lot respectera la spécification, utilisez l’intervalle de prévision, qui est plus large.

Combien de données faut-il pour une régression multiple ?

L’Assistant de Minitab recommande environ 40 lignes pour 3 termes au plus, 45 pour 6 au plus et 50 pour 7 ou 8. Avec moins, le R² peut beaucoup varier d’un échantillon à l’autre. La page affiche le nombre recommandé pour votre modèle dans la carte de vérification.

Que faire des observations inhabituelles ?

Recherchez la cause : erreur de saisie, instrument, événement particulier ou condition anormale. Ne supprimez pas un point uniquement parce qu’il est inhabituel. Touchez-le sur le graphique pour voir combien l’équation change sans lui.

Comment utiliser le simulateur et l’optimiseur ?

Faites glisser les curseurs de chaque facteur et voyez la réponse prévue avec IC et IP ; les courbes montrent l’effet de chaque facteur, les autres étant fixés. L’optimiseur cherche, dans la plage des données, la combinaison qui maximise, minimise ou atteint la cible. Confirmez l’optimum avec un lot d’essai.

Quand utiliser des termes quadratiques et des interactions ?

Utilisez un terme quadratique quand la réponse présente un maximum ou un minimum dans la plage (courbe sur le graphique des résidus) et une interaction quand l’effet d’un facteur dépend du niveau d’un autre (lignes non parallèles). La sélection pas à pas aide à ne garder que les termes qui comptent.

Les résultats concordent-ils avec ceux d’un logiciel statistique ?

Oui. Coefficients, erreurs types, valeurs p, VIF, ANOVA, R² de prévision, Durbin-Watson et intervalles ont été vérifiés avec des exemples publiés (Minitab, Brownlee et données certifiées du NIST) et avec statsmodels.