Faits: A. X._, ressortissant marocain, né en 1984, est arrivé en Suisse le 26 août 1996, à l'âge de douze ans, pour rejoindre sa mère qui séjournait déjà dans le canton de Vaud depuis janvier 1990. Au bénéfice d'une autorisation annuelle de séjour, puis d'un permis d'établissement, il a fréquenté l'école obligatoire à Yverdon-les-Bains, d'abord en voie secondaire à option pendant une année, puis en voie secondaire générale, soit du 17 août 1998 au 26 janvier 2001, date à laquelle il est retourné vivre au Maroc, où il a séjourné environ deux ans, avant de revenir en Suisse. De son côté, sa mère est rentrée définitivement au Maroc en juin 2003. B. X._ a été condamné pénalement à plusieurs reprises: - déjà comme mineur, pour vols et dommages à la propriété; - le 4 mars 2004, le Tribunal de police de l'arrondissement de La Broye et du Nord vaudois lui a infligé une peine de trois mois d'emprisonnement, sous déduction de dix jours de détention préventive, avec sursis pendant deux ans, ainsi qu'une amende de 100 fr., pour vols, dommages à la propriété, violation de domicile, vol d'usage, conduite sans permis et sans couverture d'assurance responsabilité civile, usage abusif de plaques et contravention à la loi fédérale sur les stupéfiants (LStup); - le 24 mai 2004, le Juge d'instruction du Nord vaudois l'a condamné pour tentative de vol, brigandage, dommages à la propriété, menaces, violation de domicile et contravention à la LStup, à trois mois d'emprisonnement avec sursis pendant deux ans; - le 15 décembre 2006, le Juge d'instruction du Nord vaudois l'a condamné à 400 fr. d'amende pour contravention à la LStup et a renoncé à révoquer le sursis précédent; - par jugement du 21 février 2008, le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de l'Est vaudois a condamné X._ pour désistement de brigandage simple et en bande, tentative de brigandage en bande, actes préparatoires à brigandage en bande et contravention à la LStup, à une peine privative de liberté de quatre ans, sous déduction de 345 jours de détention préventive, cette peine étant complémentaire à la sanction infligée le 15 décembre 2006, et a mis les frais de la cause à sa charge, par 27'713 fr. 15. Le jugement retient en substance que X._ a cherché à trois reprises à attaquer une bijouterie, la première fois seul, muni d'un pistolet à billes, la deuxième fois avec deux complices, l'un dans la bijouterie et l'autre à l'extérieur, et la troisième fois accompagné des mêmes personnes, mais après la fermeture, en ayant obtenu par contrainte les clés de la bijouterie auprès d'une employée. Lors des deux premières tentatives, il avait renoncé de lui-même à la commission de l'acte délictueux et, à la troisième, c'était le déclenchement de l'alarme qui l'avait contraint à abandonner son projet. Il avait également volé une voiture avec l'un des co-accusés et un autre complice en vue de commettre un brigandage dans la discothèque Y._, où il avait travaillé, mais le projet n'avait pas été mené à terme. C. X._ a été placé en détention préventive depuis le 15 mars 2007 à la Prison de la Tuillière. Le 29 avril 2008, il a été transféré aux Etablissements de Bellechasse et n'a posé aucun problème en détention. Par décision du 30 mars 2009, l'Office d'exécution des peines a autorisé X._ à poursuivre l'exécution de sa peine sous le régime du travail externe. Un contrat de stage a été conclu avec l'entreprise Z._ SA, à Yverdon-les-Bains, qui s'occupe de la vente de vin et a accepté de l'engager en qualité de conseiller à la clientèle dès le 20 avril 2009. D. Le 30 mars 2009, le Chef du Département de l'intérieur du canton de Vaud a prononcé la révocation de l'autorisation d'établissement de X._ et lui a imparti un délai immédiat pour quitter la Suisse dès qu'il aurait satisfait à la justice vaudoise. Le 9 avril 2009, X._ a recouru contre cette décision auprès du Tribunal cantonal du canton de Vaud (Cour de droit administratif et public), qui a renoncé à mettre en oeuvre une expertise sur le risque de récidive, mais a procédé, le 1er juillet 2009, à l'interrogatoire de l'intéressé et à l'audition d'un témoin. Par arrêt du 7 août 2009, le Tribunal cantonal a rejeté le recours. Il a notamment retenu qu'une expertise n'était pas nécessaire au vu des éléments figurant déjà au dossier. Sur le fond, il a jugé que le recourant avait été condamné à une peine de longue durée de quatre ans et avait dû encore exécuter deux peines complémentaires de six mois en tout pour lesquelles le sursis avait été révoqué, ce qui constituait manifestement une peine de longue durée au sens de la loi. Convaincue de l'évolution positive du recourant durant son incarcération et de la faiblesse du risque de récidive, la juridiction cantonale a toutefois pris en compte l'absence de liens familiaux de l'intéressé en Suisse, son avenir professionnel incertain et le fait qu'un retour au Maroc n'apparaissait pas comme une solution insatisfaisante par rapport à son avenir qu'il devait entièrement reconstruire, pour en déduire que l'intérêt privé du recourant n'était pas prépondérant par rapport à l'intérêt public en jeu. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, X._ conclut, avec suite de frais et dépens, à ce que l'arrêt cantonal du 7 août 2009 soit réformé, en ce sens que son autorisation d'établissement n'est pas révoquée. Le recourant demande également à être mis au bénéfice de l'assistance judiciaire complète devant le Tribunal fédéral. Le Tribunal cantonal conclut au rejet du recours et se réfère aux considérants de son arrêt. Le Service cantonal de la population a renoncé à se déterminer et se réfère également à l'arrêt attaqué. De son côté, l'Office fédéral des migrations propose de rejeter le recours. Par ordonnance présidentielle du 18 septembre 2009, la demande d'effet suspensif présentée par le recourant a été admise.