Classement Elo

classement de participants à un jeu à somme nulle tel les échecs

Le classement Elo est un système d’évaluation comparatif du niveau de jeu des joueurs d’échecs, de go ou d’autres jeux.

Photographie prise au-dessus de deux joueurs devant un échiquier.
Des joueurs d’échecs en pleine partie.

Ce système est également utilisé pour le classement des équipes de football (depuis , mais de manière non officielle), ainsi que par de nombreux jeux en ligne. Tout joueur qui participe à ce type de compétition se voit attribuer un classement provisoire[1], classement qui évoluera en fonction de ses performances, et qui reflète sa probabilité de gagner.

Bien que le terme Elo se trouve parfois écrit en majuscules (« ELO »), il ne s’agit pas d’un acronyme car celui-ci doit son nom à son inventeur, Arpad Elo, un professeur de physique et joueur d’échecs américain d’origine hongroise.

Principe

Le classement Elo attribue au joueur, suivant ses performances passées, un nombre de points (« points Elo ») tel que deux joueurs supposés de même force aient le même nombre de points. Plus le joueur est performant et plus son nombre de points Elo est élevé. Si un joueur réalise une performance supérieure à son niveau estimé, il gagne des points Elo. Réciproquement, il en perd s'il réalise une contre-performance. L'ordre chronologique des classements est important : supposons un joueur ayant un classement Elo initial (R pour rating) au moment . S'il perd par exemple 15 points Elo lors de la période - , sa performance attendue pour la période suivante - est elle-même abaissée de 15 points, ce qui fait qu'avec une performance en - conforme à son niveau initial de , il pourrait gagner lors de cette période (par exemple) 20 points Elo, l'amenant ainsi au-dessus de son niveau initial .

Par ailleurs, une même différence de points entre deux joueurs implique la même espérance de gain. Par exemple un joueur classé 2 850 Elo a autant de chance de battre un joueur classé 2 800 Elo, qu'un joueur classé 1 550 Elo a de chance de battre un joueur classé 1 500 Elo.

Historique

La Fédération américaine des échecs (USCF), a utilisé le système d’Arpad Elo dès 1960. Il fut ensuite adopté par la Fédération internationale des échecs (FIDE) en 1970. Arpad Elo a décrit son travail en détail dans son livre The Rating of Chessplayers, Past and Present, publié en 1978.

En étudiant la force des joueurs en se fondant sur leurs résultats, Arpad Elo a déduit que leur force pouvait se mesurer par un classement en points distribué selon une loi normale de répartition.

Des tests statistiques ultérieurs ont montré que la force échiquéenne n’est pas tout à fait distribuée selon une loi normale. Aussi, l’USCF et la FIDE ont fait évoluer la formule de calcul vers une loi logistique. Cependant, le classement international continue d’être appelé « classement Elo » en mémoire de la contribution du professeur Elo.

Théorie mathématique

Force relative de deux joueurs

Le classement Elo est fondé sur la notion de force relative de deux joueurs. Soit la probabilité de gagner d’un joueur A contre un joueur B :

Le rapport entre la probabilité de gagner du joueur A et la probabilité de perdre de ce même joueur A (cette dernière étant aussi la probabilité de gagner de son adversaire B) exprime la force relative de A contre B.

Littéralement, si la force relative du joueur A par rapport au joueur B vaut , A a statistiquement fois plus de chances de gagner que de perdre face à B. La force relative entre deux joueurs peut être déterminée précisément si ceux-ci ont disputé entre eux un nombre significatif de parties.

Exemple

Du point de vue du joueur A : Si (c'est-à-dire 60 % de chance que A batte B), alors et A a une fois et demie plus de chance de gagner que de perdre face à B.

Du point de vue du joueur B, donc et B a 0,667 fois plus de chance de gagner que de perdre face à A.

Probabilité de gain

Connaissant la probabilité de gain d’un joueur A contre un joueur B ainsi que la probabilité de gain du joueur B contre un joueur C, quelle est la probabilité de gain du joueur A contre le joueur C ?

On note :

la probabilité de gain de A contre B
la probabilité de gain de B contre C
la probabilité de gain de A contre C

Une hypothèse supplémentaire est faite: la force de A contre C est égale au produit des forces intermédiaires, celle de A contre B par celle de B contre C :

D'après le paragraphe précédent, la force de A contre C est telle que , dont on déduit la probabilité de gain de A contre C:


Exemple

  • Si alors et A a trois fois plus de chance de gagner que de perdre contre B.
  • Si alors et B a deux fois plus de chance de gagner que de perdre contre C.
  • Par conséquent et A a six fois plus de chance de gagner que de perdre contre C.
  • La probabilité de gain de A contre C vaut donc , soit 85,7 % de chances que A batte C.

Recherche d'un classement

L’idée du classement Elo est de convertir à l’aide d’une fonction, la probabilité de gain d’un joueur contre un autre en une valeur qui représente l'écart de niveau entre les deux joueurs. Grâce à cette valeur (classement Elo) il devient possible de classer l'ensemble des joueurs, y compris ceux qui ne se sont pas rencontrés.

Table de conversion entre probabilité de gain et écart entre classements Elo

La table de conversion[2],[3] suivante est la fonction utilisée dans le classement Elo, qui prend en entrée la probabilité de gain de A contre C, et renvoie en sortie un nombre, l'écart de classement Elo entre ces deux joueurs.

P (A/C)E(p)P (A/C)E(p)P (A/C)E(p)P (A/C)E(p)P (A/C)E(p)
99 %67779 %23059 %6539 %-8019 %-251
98 %58978 %22058 %5738 %-8718 %-262
97 %53877 %21157 %5037 %-9517 %-273
96 %50176 %20256 %4336 %-10216 %-284
95 %47075 %19355 %3635 %-11015 %-296
94 %44474 %18454 %2934 %-11714 %-309
93 %42273 %17553 %2133 %-12513 %-322
92 %40172 %16652 %1432 %-13312 %-336
91 %38371 %15851 %731 %-14111 %-351
90 %36670 %14950 %030 %-14910 %-366
89 %35169 %14149 %-729 %-1589 %-383
88 %33668 %13348 %-1428 %-1668 %-401
87 %32267 %12547 %-2127 %-1757 %-422
86 %30966 %11746 %-2926 %-1846 %-444
85 %29665 %11045 %-3625 %-1935 %-470
84 %28464 %10244 %-4324 %-2024 %-501
83 %27363 %9543 %-5023 %-2113 %-538
82 %26262 %8742 %-5722 %-2202 %-589
81 %25161 %8041 %-6521 %-2301 %-677
80 %24060 %7240 %-7220 %-240

En ce qui concerne le jeu d'échecs, la FIDE a instauré la règle suivante : un écart de classement de plus de 400 points sera comptabilisé comme s'il s'agissait d'un écart de 400 points pour les besoins du classement. En conséquence l'espérance de performance du joueur A contre le joueur C comprendra l'expression .

Relation entre force relative des joueurs et différence de points Elo

Pour obtenir un classement Elo nous cherchons une fonction telle que la différence de points Elo entre les joueurs A et C soit égale à la somme des différences de points Elo entre A et B d’une part et entre B et C d’autre part, ce qui n’est pas le cas avec le produit des forces.

Nous devons remplacer par :

Posons est la fonction que l'on cherche.

Or : , donc .

Cette transformation par la fonction d’un produit en somme est la définition d'une fonction logarithme.

On choisit le logarithme décimal, noté , et pour étendre la plage des valeurs on introduit le facteur multiplicatif 400.

D(p)

D'où la formule de Elo :

Exemple

Avec et , les forces sont , , et .

, ,

.

On vérifie que l'on a bien

p(D)

Relation entre différence de points Elo et probabilité de gain

La fonction réciproque donne la probabilité de gain en fonction de la différence de points Elo  :

Mode de calcul

Application pratique

Aux échecs, la fonction est utilisée pour calculer le nouvel Elo en fonction de l'ancien  :

est le résultat attendu (fonction de la différence de Elo avec l'adversaire), donné par la formule ci-dessus.

est le résultat de la partie : 1 pour une victoire, 0,5 pour un nul et 0 pour une défaite.

est l’écart entre le résultat de la partie et le résultat attendu.Si le résultat de la partie est égal au résultat attendu, , le classement Elo ne change pas.

Le coefficient est appelé coefficient de développement. Il vaut 40 pour les 30 premières parties, 20 tant que le joueur est en dessous de 2 400 points Elo, 10 s'il est au-dessus.

Exemple
Un joueur classé 1800 Elo joue contre un joueur classé 2 005 Elo, soit une différence . Il a une probabilité de gain , tandis que son adversaire a une probabilité de gain complémentaire .
  • En faisant match nul ( ), avec nous avons le nouveau classement pour le joueur classé 1 800 Elo :
Le joueur classé 2 005 Elo perdra de son côté 5 points, le calcul étant parfaitement symétrique, en effet pour lui nous avons :
  • Si au contraire le joueur classé 1 800 Elo gagne (W=1 pour lui, et W=0 pour son adversaire) cela donne un nouveau classement pour le joueur classé 1 800 Elo :
Le joueur classé 2 005 Elo perdra de son côté 15 points :

En pratique la FIDE limite ces calculs en plafonnant à 400 points. S’il y a plus de 400 points d’écart, donc plus de 91 % de chances de gain théoriques[4], la différence est ramenée à 400 points.

Le coefficient K

Nombre de GMI par tranche de 10 points Elo (juillet 2009).

Du coefficient de développement K dépend la volatilité du classement. Plus K est élevé, plus les changements dans le classement seront importants, cela permet aux nouveaux joueurs entrants dans le classement de progresser rapidement vers leur niveau réel. Les joueurs anciens dans le classement ont un facteur K moins élevé et les joueurs qui ont atteint un classement Elo supérieur à 2 400 points ont leur facteur K au minimum, même si leur classement redescend en dessous de 2 400 points[5]. Ce coefficient est de 40 points pour les nouveaux joueurs jusqu'à leur trentième partie, puis 20 tant que leur classement reste inférieur à 2 400 points, et enfin 10 pour les joueurs ayant atteint 2 400 points Elo[6]. À noter que K vaut 40 pour tout joueur jusqu’à son 18e anniversaire, tant que son classement reste en dessous de 2 300 points.

À l’initialisation du processus en 1970, il fut décidé que tous les grands maîtres internationaux du monde avaient un classement de 2 500 points Elo. C’est à partir de cette base initiale de joueurs que le classement fut progressivement calculé pour tous les autres joueurs.

On peut parler d'une « inflation » du Classement Elo si au fil des années le nombre de très forts joueurs progresse plus vite que celui des autres catégories de joueurs (Jean-François Hunon a écrit[7] : « Si vous êtes fort joueur, le système vous donne trop de points si vous faites un bon tournoi et ne vous en enlève pas assez si vous faites un mauvais tournoi. Si vous êtes faible (!) joueur, le système ne vous donne pas assez de points si vous faites un bon tournoi et vous en enlève trop si vous faites un mauvais tournoi. »). Cependant, la moyenne du classement Elo des Grands Maîtres Internationaux n'a que très peu varié depuis 1970 et s'établit toujours à 20 points près autour de 2 500 points Elo, ce qui semble invalider les « théories de l'inflation » du classement Elo. La raison toute simple est que le titre de grand maître est attribué en fonction du classement Elo. En effet, pour devenir grand maître, il faut (à quelques cas particuliers près, comme les championnats nationaux qui peuvent être pris en compte pour l'attribution des normes) : 1) trois normes qui sont des performances supérieures à 2 600 points Elo dans des tournois internationaux dans lesquels le joueur aura rencontré au moins trois grands maîtres ; 2) un classement Elo d'au moins 2 500 points[8].

Calcul du classement par la Fédération internationale des échecs (FIDE)

Premier classement d'un joueur.

Extrait de la table FIDE
1,00+ 800
0,99+ 677
0,9+ 366
0,8+ 240
0,7+ 149
0,6+ 72
0,50
0,4− 72
0,3− 149
0,2− 240
0,1− 366
0,01− 677
0,00− 800

On veut déterminer le premier classement (classement initial), Rn, du joueur (R pour rating (classement), n pour nouvel Elo).

Classement Ru dans une compétition

On calcule d'abord le classement Ru (u pour unknown (inconnu)) d'un joueur dans une compétition où il rencontre au moins trois joueurs classés FIDE. Pour cela :

  • on détermine le classement moyen de l'opposition (les joueurs classés) lors du tournoi, Rc (c pour compétition). Dans un système suisse, il s'agit simplement la moyenne des classements des adversaires déjà classés FIDE. Dans le cas d'un tournoi toutes rondes, la formule du calcul de Rc est donnée sur le site de la FIDE[9] ;
  • on calcule le pourcentage de gain contre ces adversaires (la performance du joueur), , c’est-à-dire la somme des points obtenus divisée par le nombre de parties ;
  • on détermine en fonction de la table FIDE[9] dont un extrait est donné à droite (les valeurs de 800 et - 800 pour p=1 ou 0 sont arbitraires).

Pour obtenir le classement, Ru, du joueur pour la compétition :

  • si (le joueur marque 50 % des points), alors Ru = Rc
  • si (le joueur marque moins de 50 % des points), alors Ru = Rc + pour un système suisse (pour un tournoi toutes rondes, la formule est donnée sur le site de la FIDE[9]).
  • si (le joueur marque plus de 50 % des points), alors Ru = Rc + 20 points par demi-point marqué au-dessus de 50 % des points, c'est-à-dire Ru = Rc + 20 x (Nombre de victoires − Nombre de défaites).

Exemple

Un joueur joue 10 parties, il réalise 2 nulles, 3 victoires et 5 défaites, soit points. Son pourcentage de gains sur ces 10 parties vaut , et . Nous avons alors Ru = Rc .

Un joueur joue 10 parties, il réalise 2 nulles, 5 victoires et 3 défaites, soit points. Son pourcentage de gains sur ces 10 parties vaut . Dans ce cas, Ru = Rc =Rc

Premier classement publié Rn

Dès que 5 parties sont jouées contre des joueurs classés, le premier classement publié, Rn, est égal à la moyenne pondérée des Ru de chaque tournoi, arrondie à l’entier le plus proche, si toutefois celle-ci dépasse 1000 (seuil plancher au ). Depuis le , il suffit de faire au moins une partie nulle (1/2 point) sur un minimum de 5 parties jouées contre des joueurs classés et avoir un classement Rn supérieur à 1000[10].

Exemple

Un joueur joue un total de vingt parties lors de trois tournois contre des joueurs classés :

  • lors du premier tournoi il réalise un Ru= 2 280 sur 5 parties ;
  • lors du deuxième, Ru= 2 400 sur 10 parties ;
  • lors du troisième, Ru= 2 000 sur 5 parties.

Son premier classement publié sera :

  • Rn = (2 280 × 5 + 2 400 × 10 + 2 000 × 5) / 20 = 2 270.

Joueurs ayant déjà un classement

Pour chaque partie jouée contre un joueur classé FIDE (dans un système suisse, on ne tient pas compte des résultats contre les joueurs non classés) :

  • on détermine la différence D de classement (au début du tournoi) entre le joueur adverse et le sien (ramenée à 400 si elle dépasse 400 depuis le - au lieu de 350 avant cette date) ;
  • on détermine à l’aide de la table FIDE ou grâce à la formule  ;
  • on détermine un coefficient qui vaudra :
    • jusqu’à la 30e partie du joueur, sinon,
    • pour un classement Elo en dessous de 2 400 Elo, sinon,
    • pour un classement Elo au-dessus de 2 400.

Soit le résultat (c'est-à-dire le score) contre l’adversaire classé , le nouveau classement sera :

(où est le classement avant de rencontrer le joueur classé)

Dans un tournoi toutes rondes, on tient compte des joueurs non classés seulement après qu'ils ont joué contre tous les joueurs classés. Pour chacun de ces joueurs non classés, on calcule un classement estimé, Ru (la procédure en plusieurs étapes est décrite sur le site de la FIDE[11]), puis on utilise Ru pour calculer la différence D (que l'on plafonne à 400) entre le joueur classé et le joueur non classé.

Depuis , le classement FIDE est mis à jour tous les mois, et publié tous les 1er du mois. Si un joueur a joué moins de quatre parties classées sur une période d’un an, il est considéré comme inactif.

En outre, si le classement passe en dessous du seuil FIDE (1 000), le joueur est retiré de la liste et à nouveau considéré comme non classé. Il est ainsi à noter qu'un nombre conséquent de joueurs débutants ne sont pas (encore) intégrés au classement FIDE, faute d'obtenir un classement supérieur au seuil de 1 000 points requis.

Exemple

Si un joueur classé 2 600 gagne contre un joueur classé 2 700 ,son nouveau classement sera : .Pour la publication, on arrondira à l’entier le plus proche (2 606).

Parties non jouées

Qu’elles se produisent à cause d’un forfait ou pour toute autre raison, elles ne sont pas comptabilisées. Toute partie où les deux joueurs ont fait au moins un coup seront prises en compte pour le classement[12].

Performance Elo

On utilise la notion de performance Elo (Rp) pour caractériser la force d’un joueur dans un tournoi, en fonction de la moyenne des classements Elo des adversaires Rc (c pour compétition) et du résultat contre ceux-ci (p en pourcentage), elle est aussi parfois employée comme système de départage d’un tournoi au système suisse et pour la détermination de normes en vue de l'obtention de titres FIDE[3] :
Rp = Rc + D(p)

Voici un exemple :

Adversaire n°EloRésultat
11 150Gain
21 490Perte
31 260Gain
41 420Gain
51 510Gain
61 580Nulle

Rc = 1 402

Score sur les parties = 4 + 0,5 = 4,5 d'où p = 4,5 / 6 = 75 % et D (0,75) = 193

Performance Elo réalisée : Rp = 1 402 + 193 = 1 595.

Autres classements

Les fédérations nationales utilisent souvent un système légèrement différent de celui de la Fédération internationale des échecs (FIDE).

Il existe souvent deux classements distincts : l’un au niveau international, géré par la FIDE, et dit « Classement FIDE » ou « Classement international », et un au niveau national, géré en France par la FFE, par la FQE au Québec, par la FCE (en) au Canada et par la FSE en Suisse, dit « Elo national ». Un joueur peut disposer à la fois d’un classement international et d’un ou plusieurs classements nationaux qui évoluent indépendamment.

Jusqu’en 1993, le seuil minimal du classement FIDE était fixé à 2 200[13], soit le niveau d’un candidat maître ; les amateurs ne disposaient alors que du classement national de leur pays. Il a été abaissé progressivement jusqu’à atteindre 1 000 depuis le .

Depuis le , la différence maximale entre deux classements pour le calcul des points gagnés ou perdus après chaque partie a été ramenée à 400 points au lieu de 350 précédemment.

Classement en parties rapides et en blitz

En , la FIDE inaugure deux nouveaux classements, ceux de parties rapides et de blitz.

Autre nouveauté de , le classement officiel qui était établi tous les trois mois et qui depuis était devenu bimestriel, devient mensuel.

Niveau de jeu en fonction du nombre de points

Ces éléments sont donnés à titre indicatif.

  • 1 000 : joueur débutant ou peu expérimenté (certains classements, comme celui de parties rapides de la Fédération Française des Echecs, débutent à 800 points)
  • 1 200 : joueur amateur
  • 1 400 : joueur de club de niveau intermédiaire
  • 1 600 : bon joueur de club
  • 1 800 : très bon joueur de club

Les très forts joueurs peuvent acquérir des titres attribués par la FIDE en fonction de performances réalisées lors de compétitions et/ou si le prétendant a obtenu le classement Elo requis. Ils sont acquis à vie et le classement d’un titré peut ensuite redevenir inférieur au seuil imposé :

Il est à noter que les titres de candidat maître féminin et candidat maître ne sont habituellement pas mentionnés en regard des noms des joueurs concernés lors de tournois en France.

Les numéros un mondiaux

Depuis l’adoption du classement par la FIDE en 1970, il n'y a que sept joueurs différents qui ont occupé successivement la première place. Garry Kasparov est le joueur étant resté numéro un le plus longtemps[14].

De 1972 à 1980, les classements Elo étaient publiés une fois par an. De à , ils paraissaient deux fois par an (tous les six mois : en janvier et en juillet). De à , ils étaient publiés quatre fois par an (un classement chaque trimestre : en janvier, avril, juillet et octobre). De à , ils paraissaient tous les deux mois. Depuis , la parution est mensuelle.

Il faut noter que le classement Elo se calculant par rapport aux joueurs en activité à un moment donné, la comparaison des classements Elo entre joueurs à des époques différentes a peu de sens.

De 1970 à janvier 2006

Il faut noter que Bobby Fischer a cessé de participer aux compétitions après (jusqu'en 1992) mais est resté numéro un jusqu'en 1975. De même, Garry Kasparov s'est retiré du circuit professionnel en (après le tournoi de Linares) et a conservé son classement Elo pendant un an (jusqu'en ).

En janvier et , Kasparov fut exclu de la liste publiée par la Fédération internationale des échecs. Il fut réintégré dans la liste parue en .

En , Kramnik fut classé numéro un devant Kasparov grâce à un nombre de parties disputées plus élevé.

Numéros un mondiaux de 1970 à 2005
PériodeNuméro un mondialElo maxDate(s) du meilleur Elo
Bobby Fischer2 785()
Anatoli Karpov2 725( et )
Garry Kasparov2 715( et )
Anatoli Karpov2 720()
/ Garry Kasparov2 815()
Garry Kasparov
Vladimir Kramnik
2 775()
Garry Kasparov2 851( et )

Depuis avril 2006

En , Kasparov était inactif depuis un an. Il fut retiré du classement FIDE.

En , Kramnik fut classé numéro un devant Anand grâce à un nombre de parties disputées plus élevé.

Numéros un mondiaux depuis 2006
PériodeNuméro un mondialElo maxDate(s) du meilleur Elo
Veselin Topalov2 813(juillet et )
Viswanathan Anand2 801()
Viswanathan Anand
Vladimir Kramnik
2 799()
Viswanathan Anand2 803()
Veselin Topalov2 813(juillet et )
Magnus Carlsen2 826(juillet et )
Viswanathan Anand2 804()
Magnus Carlsen2 814()
Viswanathan Anand2 817(mars et )
depuis Magnus Carlsen2 882( et )

Le classement Elo maximum indiqué est celui de la période considérée (ce qui ne correspond pas toujours au meilleur classement Elo du joueur).

Classement 2023

Liste des 10 premiers mondiaux au
RangNomFédérationClassement EloNé en
1Magnus Carlsen Norvège2 8301990
2Fabiano Caruana États-Unis2 8041992
3Hikaru Nakamura États-Unis2 7881987
4Ding Liren Chine2 7801992
5Ian Nepomniachtchi Russie2 7691990
6Alireza Firouzja France2 7592003
7Wesley So États-Unis2 7571993
8Leinier Domínguez États-Unis2 7521983
9Sergueï Kariakine Russie2 7501990
10Anish Giri Pays-Bas2 7491994

Source : (en) « Top 100 mixte », sur fide.com,

Classement des ordinateurs

La SSDF est une association suédoise établissant un classement des moteurs d'échecs. Elle a été créée en 1984 et le premier classement Elo de la SSDF a été publié dans la revue PLY de la même année[15]. Toutefois, le spécialiste des échecs par correspondance Tim Harding (en) a affirmé[16] - mais cela a pu changer depuis - que les performances réalisées par des ordinateurs contre d'autres ordinateurs sont « trompeuses car les programmeurs jouent au plus fin avec leurs bibliothèques d'ouvertures conçues pour exploiter les faiblesses des répertoires de leurs rivaux ».

Les meilleurs logiciels commerciaux d'échecs comme Stockfish, Komodo ou Houdini ont un Elo supérieur à 3 400[17]. Hors commerce, AlphaZero (dans sa version jeu d'échecs) pourrait avoir un niveau encore bien supérieur[18].

Utilisation du classement Elo dans d'autres jeux

Le système Elo est utilisé dans certains jeux vidéo, tels Destiny, Clash of Clans, Rocket League, League of Legends, Counter-Strike 2, Age of Empires II: Definitive Edition (dans ces cas, le système a été adapté au jeu par équipe) Ruzzle ou encore sur certains salons de SuperTuxKart (par exemple SuperTournament soccer STK games) ; il est également utilisé pour le Scrabble.

Autour du classement Elo

Le film The Social Network montre Mark Zuckerberg cherchant à classer sur un axe unique d'attractivité tous les visages d'un trombinoscope alors que les avis de ses amis ne peuvent les classer que deux par deux, et s'inspirer à cette fin de la formule de calcul d'Elo, que l'on voit brièvement sur la fenêtre de la chambre de Mark à un moment du film.

Notes et références

Annexes

Bibliographie

Articles connexes

Liens externes

🔥 Top keywords: