Guide Professeur â Session 1 : Fondements : Transformers & Tokenisation
Programme : Applied AI â Niveau IntermĂ©diaire Instructeur : Yann Isola DurĂ©e : 2 heures (120 minutes) Module couvert : Module 1 â Fondements
1. Vue dâensemble de la session
Objectifs pédagogiques
Ă la fin de cette session, chaque participant doit ĂȘtre capable de :
- Situer les transformers dans lâhistoire de lâIA : expliquer le passage des systĂšmes Ă rĂšgles â apprentissage automatique classique â apprentissage profond â transformers (2017).
- Expliquer la tokenisation : comprendre quâun modĂšle lit des fragments de ~3-4 caractĂšres (les « tokens »), et non des mots, et en dĂ©duire pourquoi certains Ă©checs surprenants se produisent (ex. : compter les lettres dâun mot).
- DĂ©crire les embeddings : chaque token devient un vecteur ; les sens proches occupent des positions proches (« roi â homme + femme â reine »).
- Expliquer le mĂ©canisme dâattention : chaque token Ă©value dynamiquement la pertinence de tous les autres tokens.
- DĂ©crire le pipeline dâentraĂźnement : prĂ©-entraĂźnement (lâuniversitĂ©) â post-entraĂźnement / RLHF (lâĂ©cole de finition) â fine-tuning (lâintĂ©gration en entreprise).
- Distinguer entraĂźnement et infĂ©rence : comprendre que la vitesse dâinfĂ©rence est limitĂ©e par la bande passante mĂ©moire, pas par la puissance de calcul.
- Comprendre les lois dâĂ©chelle (scaling laws) : les gains de performance sont prĂ©visibles avec plus de donnĂ©es, de calcul et de paramĂštres.
Prérequis
- Aucune compétence en programmation requise.
- Avoir déjà utilisé un assistant IA (ChatGPT, Claude, Gemini ou équivalent) au moins quelques fois.
- Curiosité et volonté de comprendre « ce qui se passe sous le capot ».
Matériel nécessaire
- Vidéoprojecteur + slides de la session (voir
slides/slides.md). - Page web interactive (
webpage/index.html) â fonctionne hors ligne, Ă ouvrir dans un navigateur moderne. - IdĂ©alement : chaque participant avec un ordinateur portable ou smartphone pour les exercices pratiques.
- Feuilles dâexercices imprimĂ©es ou partagĂ©es numĂ©riquement (
exercises/exercises.md). - Quiz de fin de session (
quiz/quiz.md).
Message central de la session
« Un modĂšle de langage nâest pas magique : câest une machine statistique qui dĂ©coupe le texte en fragments, les transforme en nombres, mesure les relations entre ces nombres, et prĂ©dit le fragment suivant. Comprendre ces quatre Ă©tapes, câest comprendre 80 % des forces et des faiblesses de lâIA moderne. »
RĂ©pĂ©tez cette idĂ©e sous diffĂ©rentes formes tout au long de la session. Câest le fil rouge.
2. Déroulé minute par minute
| Horaire | Durée | Séquence | Support |
|---|---|---|---|
| 0:00 â 0:05 | 5 min | Accueil, objectifs, plan de la session | Slides 1â2 |
| 0:05 â 0:20 | 15 min | Partie A â Histoire : des rĂšgles aux transformers | Slides 3â7 |
| 0:20 â 0:40 | 20 min | Partie B â Tokenisation | Slides 8â12 + dĂ©mo web |
| 0:40 â 0:50 | 10 min | Exercice 1 : Exploration de la tokenisation | Feuille dâexercices |
| 0:50 â 1:05 | 15 min | Partie C â Embeddings | Slides 13â16 + dĂ©mo web |
| 1:05 â 1:10 | 5 min | â Pause courte | â |
| 1:10 â 1:25 | 15 min | Partie D â Attention | Slides 17â20 + dĂ©mo web |
| 1:25 â 1:33 | 8 min | Exercice 2 : Le jeu des analogies | Feuille dâexercices |
| 1:33 â 1:48 | 15 min | Partie E â Pipeline dâentraĂźnement & infĂ©rence | Slides 21â25 |
| 1:48 â 1:53 | 5 min | Partie F â Lois dâĂ©chelle | Slides 26â27 |
| 1:53 â 2:00 | 7 min | Quiz Ă©clair + Exit Tickets + annonce Session 2 | Slides 28â30 |
Note de flexibilitĂ© : si vous prenez du retard, lâExercice 2 peut ĂȘtre raccourci Ă 5 minutes (faire seulement 2 analogies en collectif) et lâExercice 3 devient un devoir Ă la maison. Ne sacrifiez JAMAIS la Partie E (pipeline dâentraĂźnement) : câest la partie la plus rĂ©utilisĂ©e dans les sessions suivantes.
3. Notes pédagogiques détaillées par séquence
0:00 â 0:05 | Accueil et cadrage
Quoi dire :
- Souhaitez la bienvenue. PrĂ©sentez le contrat de la session : « Dans 2 heures, vous saurez expliquer Ă un collĂšgue comment fonctionne rĂ©ellement un modĂšle de langage â sans magie, sans jargon inutile. »
- Annoncez la rĂšgle dâor du cours : chaque acronyme sera expliquĂ©. Si un participant entend un terme non expliquĂ©, il a le droit (et le devoir) de lever la main.
Point dâattention : Ă©valuez rapidement le niveau de la salle. Demandez Ă main levĂ©e : « Qui utilise un assistant IA au moins une fois par semaine ? » Cela vous permet de calibrer les exemples.
0:05 â 0:20 | Partie A â Histoire : des rĂšgles aux transformers
Concepts clĂ©s : systĂšmes Ă rĂšgles â ML (Machine Learning, apprentissage automatique) classique â deep learning (apprentissage profond) â transformers (2017).
Quoi dire â la trame narrative en 4 Ă©poques :
-
LâĂšre des rĂšgles (1950sâ1990s). « On croyait quâil suffisait dâĂ©crire toutes les rĂšgles Ă la main. Exemple concret : un filtre anti-spam Ă rĂšgles â âsi lâemail contient le mot GRATUIT en majuscules, câest du spamâ. ProblĂšme : les spammeurs Ă©crivent âGR4TUITâ et la rĂšgle Ă©choue. Les rĂšgles Ă©crites Ă la main ne passent pas Ă lâĂ©chelle. »
-
Lâapprentissage automatique classique (1990sâ2010s). « Changement de philosophie : au lieu dâĂ©crire les rĂšgles, on montre des exemples et la machine dĂ©couvre les rĂšgles elle-mĂȘme. Le filtre anti-spam apprend sur 100 000 emails Ă©tiquetĂ©s âspam / pas spamâ. Mais un humain doit encore choisir les caractĂ©ristiques Ă observer (frĂ©quence des mots, prĂ©sence de liensâŠ). »
-
Lâapprentissage profond (2012â2017). « Les rĂ©seaux de neurones profonds apprennent eux-mĂȘmes quelles caractĂ©ristiques observer. 2012 : AlexNet Ă©crase la compĂ©tition de reconnaissance dâimages ImageNet. Mais pour le langage, un problĂšme persiste : les rĂ©seaux de lâĂ©poque (RNN â Recurrent Neural Networks, rĂ©seaux de neurones rĂ©currents) lisent le texte mot par mot, sĂ©quentiellement, et âoublientâ le dĂ©but des phrases longues. Et ils sont lents Ă entraĂźner, car impossible Ă parallĂ©liser. »
-
Les transformers (2017). « Un article de recherche de Google intitulĂ© Attention Is All You Need (âLâattention est tout ce dont vous avez besoinâ) propose une architecture qui rĂšgle les deux problĂšmes dâun coup : (a) le mĂ©canisme dâattention permet Ă chaque mot de âregarderâ tous les autres mots de la phrase, mĂȘme trĂšs Ă©loignĂ©s â fini lâoubli ; (b) tout se calcule en parallĂšle â on peut exploiter des milliers de processeurs graphiques (GPU â Graphics Processing Unit, processeur graphique) en mĂȘme temps. Câest cette parallĂ©lisation qui a permis lâexplosion de la taille des modĂšles. »
à souligner (écrivez-le au tableau) :
Transformers = attention (mĂ©moire longue) + parallĂ©lisme (passage Ă lâĂ©chelle matĂ©riel)
Question frĂ©quente n°1 : « Pourquoi ça sâappelle âtransformerâ ? » RĂ©ponse : le nom vient de lâarticle de 2017 â lâarchitecture âtransformeâ une sĂ©quence dâentrĂ©e en sĂ©quence de sortie. Pas de lien avec les robots du film. Anecdote qui dĂ©tend la salle.
Question frĂ©quente n°2 : « ChatGPT, câest un transformer ? » RĂ©ponse : oui. GPT signifie Generative Pre-trained Transformer (transformeur gĂ©nĂ©ratif prĂ©-entraĂźnĂ©). Le âTâ est dans le nom. Claude, Gemini, Llama, Mistral : tous des transformers, avec des variantes.
Transition vers la Partie B :
« TrĂšs bien, on sait maintenant quand et pourquoi les transformers sont arrivĂ©s. Mais concrĂštement, quand vous tapez une phrase dans ChatGPT, quelle est la toute premiĂšre chose qui se passe ? Le modĂšle ne lit pas vos mots. Il ne lit mĂȘme pas vos lettres. Il lit autre chose. Câest parti pour la tokenisation. »
0:20 â 0:40 | Partie B â Tokenisation
Concept clĂ© : le modĂšle dĂ©coupe le texte en tokens â des fragments dâenviron 3 Ă 4 caractĂšres en moyenne (â moyenne indicative pour lâanglais ; en français, souvent un peu plus de tokens par mot). Ce ne sont ni des mots, ni des lettres.
Quoi dire :
-
La dĂ©finition par lâexemple. Projetez la dĂ©mo web (onglet « Tokeniseur »). Tapez en direct :
L'intelligence artificielle transforme nos mĂ©tiers.Montrez le dĂ©coupage colorĂ©. Faites remarquer que « intelligence » est peut-ĂȘtre coupĂ© en plusieurs morceaux, alors que « les » ou « nos » tiennent en un seul token. -
Pourquoi des tokens et pas des mots ? « Deux raisons. Un : le vocabulaire. Il existe des millions de mots, de noms propres, de fautes de frappe, de mots inventĂ©s â impossible de tous les stocker. Avec ~100 000 fragments (â ordre de grandeur, varie selon les modĂšles), on peut reconstruire nâimporte quel texte, mĂȘme âSchtroumpfissimeâ ou âCOVID-19â. Deux : lâefficacitĂ©. Les mots frĂ©quents deviennent un seul token, les mots rares sont assemblĂ©s Ă partir de fragments. Câest comme le Lego : peu de briques de base, constructions infinies. »
-
Pourquoi pas des lettres ? « Ce serait possible, mais les séquences deviendraient trÚs longues (une phrase de 50 mots = ~300 lettres = ~300 étapes de calcul au lieu de ~70 tokens). Les tokens sont le compromis entre vocabulaire gérable et séquences courtes. »
-
Le point crucial â les Ă©checs bizarres expliquĂ©s. Câest LE moment âahaâ de la partie. « Demandez Ă un modĂšle : combien de ârâ dans le mot âstrawberryâ ? Les modĂšles se trompent rĂ©guliĂšrement. Pourquoi ? Parce que le modĂšle ne voit jamais s-t-r-a-w-b-e-r-r-y. Il voit peut-ĂȘtre [str][aw][berry] â trois blocs opaques. Lui demander de compter les lettres, câest comme vous demander de compter les ârâ dans un mot Ă©crit en caractĂšres chinois : vous voyez les blocs, pas les lettres internes. » MĂȘme logique pour : inverser un mot, jeux de mots lettre par lettre, arithmĂ©tique sur de longs nombres (dĂ©coupĂ©s en tokens arbitraires).
Exemple supplĂ©mentaire Ă donner Ă lâoral : les dates. « 2024 » peut ĂȘtre un token unique, mais « 20241231 » sera dĂ©coupĂ© arbitrairement â dâoĂč des erreurs surprenantes sur la manipulation de chaĂźnes de chiffres.
Question frĂ©quente n°3 : « Du coup, le modĂšle est nul en orthographe ? » RĂ©ponse : non â il a vu tellement de texte quâil connaĂźt statistiquement lâorthographe des mots. Mais les tĂąches qui exigent de voir les lettres individuellement (compter, inverser, Ă©peler Ă lâenvers) sont structurellement difficiles. Nuance importante : les modĂšles rĂ©cents contournent parfois le problĂšme en « raisonnant » Ă©tape par Ă©tape, en Ă©pelant dâabord le mot. La limitation structurelle demeure, les stratĂ©gies de contournement sâamĂ©liorent. (â Ă©tat des modĂšles susceptible dâĂ©voluer)
Question frĂ©quente n°4 : « Le français consomme-t-il plus de tokens que lâanglais ? » RĂ©ponse : oui, gĂ©nĂ©ralement â les tokeniseurs sont majoritairement optimisĂ©s sur lâanglais. Un mĂȘme texte en français peut coĂ»ter ~1,2 Ă 2Ă plus de tokens (â dĂ©pend du tokeniseur et Ă©volue). ConsĂ©quence pratique : coĂ»t API et fenĂȘtre de contexte consommĂ©s plus vite en français.
Transition vers lâExercice 1 :
« Assez de thĂ©orie â vous allez maintenant jouer vous-mĂȘmes avec un tokeniseur et constater ces bizarreries de vos propres yeux. »
0:40 â 0:50 | Exercice 1 â Exploration de la tokenisation
Voir la feuille dâexercices (exercises/exercises.md, Exercice 1). Les participants utilisent la dĂ©mo web (onglet « Tokeniseur ») ou un tokeniseur en ligne.
RĂŽle de lâinstructeur pendant lâexercice :
- Circulez dans la salle. Les blocages typiques : « je ne vois pas de diffĂ©rence » â suggĂ©rez de tester des mots rares vs frĂ©quents, des nombres, des mots avec fautes.
- Ă 8 minutes, faites une mise en commun de 2 minutes : demandez Ă 2â3 participants leur dĂ©couverte la plus surprenante.
Restitution attendue : les mots fréquents = 1 token ; les mots rares = plusieurs tokens ; les nombres et les fautes de frappe explosent le compte de tokens.
0:50 â 1:05 | Partie C â Embeddings
Concept clé : chaque token est converti en un vecteur (une liste de nombres). Les tokens de sens proche occupent des positions proches dans cet espace. Le sens devient de la géométrie.
Quoi dire :
-
Le problĂšme Ă rĂ©soudre. « Les ordinateurs ne calculent pas avec des mots, seulement avec des nombres. Il faut donc convertir chaque token en nombres. Mais pas nâimporte comment : on veut que la conversion prĂ©serve le sens. »
-
Lâanalogie de la carte. « Imaginez une carte de gĂ©ographie oĂč lâon placerait les mots au lieu des villes. âChatâ et âchienâ seraient voisins, comme Lyon et Villeurbanne. âChatâ et âcarburateurâ seraient aux antipodes. Un embedding, câest exactement ça : une adresse dans un espace de sens. Sauf que lâespace nâa pas 2 dimensions comme une carte, mais des centaines voire des milliers (â ordre de grandeur selon les modĂšles). Chaque dimension capture une nuance : animĂ©/inanimĂ©, masculin/fĂ©minin, concret/abstrait, technique/quotidien⊠»
-
La dĂ©monstration cĂ©lĂšbre : roi â homme + femme â reine. « Comme ce sont des nombres, on peut faire de lâarithmĂ©tique sur le SENS. Prenez le vecteur de âroiâ, retirez le vecteur de âhommeâ, ajoutez celui de âfemmeâ : vous atterrissez prĂšs du vecteur de âreineâ. La direction âmasculin â fĂ©mininâ est une flĂšche cohĂ©rente dans lâespace. Idem : Paris â France + Italie â Rome. La relation âcapitale deâ est aussi une direction gĂ©omĂ©trique. » Insistez : ce rĂ©sultat provient de travaux sur les embeddings de mots (word2vec, 2013) et illustre le principe gĂ©nĂ©ral â dans les transformers modernes, les embeddings sont contextuels et plus riches, mais lâintuition reste valable.
-
OĂč viennent ces positions ? « Personne ne les a placĂ©es Ă la main. Elles Ă©mergent de lâentraĂźnement : les mots qui apparaissent dans les mĂȘmes contextes finissent voisins. âOn reconnaĂźt un mot Ă ses frĂ©quentationsâ â câest littĂ©ralement le principe (hypothĂšse distributionnelle en linguistique). »
-
DĂ©mo web. Ouvrez lâonglet « Espace dâembeddings » : montrez les trois nuages (animaux, couleurs, mĂ©tiers). Faites glisser la vue, survolez les points. Faites remarquer que « vĂ©tĂ©rinaire » se situe entre le nuage des mĂ©tiers et celui des animaux â les embeddings capturent les appartenances multiples.
Question frĂ©quente n°5 : « Câest comme un dictionnaire de synonymes ? » RĂ©ponse : plus puissant. Un dictionnaire de synonymes est binaire (synonyme ou pas). Lâespace dâembeddings est continu : il capture des degrĂ©s de proximitĂ©, des directions de sens (le genre, le temps, la tailleâŠ), et des relations quâaucun dictionnaire ne liste (« Paris est Ă la France ce que Rome est Ă lâItalie »).
Application professionnelle Ă mentionner (prĂ©pare les sessions futures) : « La recherche sĂ©mantique en entreprise fonctionne ainsi : on convertit vos documents ET votre question en embeddings, puis on cherche les documents dont le vecteur est proche de celui de la question â mĂȘme sâils nâutilisent aucun mot en commun. Chercher âproblĂšme de facturationâ retrouve un document qui dit âanomalie de paiementâ. Câest la base du RAG (Retrieval-Augmented Generation, gĂ©nĂ©ration augmentĂ©e par rĂ©cupĂ©ration dâinformation), quâon verra en dĂ©tail dans une session dĂ©diĂ©e. »
Transition vers la pause :
« RĂ©capitulons : le texte est dĂ©coupĂ© en tokens, chaque token devient un point dans un espace de sens. Mais un point isolĂ© ne suffit pas â âavocatâ le fruit et âavocatâ le mĂ©tier, mĂȘme mot, sens diffĂ©rents. Comment le modĂšle tranche-t-il ? RĂ©ponse dans 5 minutes, aprĂšs la pause : câest le mĂ©canisme dâattention. »
1:10 â 1:25 | Partie D â Attention
Concept clé : chaque token évalue dynamiquement la pertinence de tous les autres tokens du contexte, et ajuste sa représentation en conséquence.
Quoi dire :
-
Le problĂšme de lâambiguĂŻtĂ©. Ăcrivez au tableau : « Lâavocat mange un avocat. » « Le mot âavocatâ apparaĂźt deux fois â un mĂ©tier, un fruit. Comment le modĂšle sait-il ? GrĂące au contexte : âmangeâ pointe vers le fruit pour le second, âLââ + position de sujet pointe vers la personne pour le premier. Lâattention est le mĂ©canisme qui formalise ce âregard vers le contexteâ. »
-
La mĂ©canique intuitive. « Pour chaque token, le modĂšle pose la question : quels autres tokens de la phrase mâaident Ă prĂ©ciser mon sens ici, maintenant ? Chaque token distribue des âpoids dâattentionâ â un pourcentage dâimportance â sur tous les autres tokens. Puis il met Ă jour sa propre reprĂ©sentation en mĂ©langeant les informations des tokens jugĂ©s pertinents. Et cela se fait en parallĂšle pour tous les tokens, sur des dizaines de couches successives. »
-
Lâexemple du pronom. « Phrase : Le trophĂ©e ne rentre pas dans la valise parce quâil est trop grand. â âilâ dĂ©signe quoi ? Le trophĂ©e. Changez âgrandâ en âpetiteâ : parce quâelle est trop petite â maintenant câest la valise. RĂ©soudre âil/elleâ exige de peser tout le contexte. Câest exactement ce que fait lâattention, et câest ce que les architectures dâavant 2017 rataient sur les phrases longues. »
-
DĂ©mo web. Onglet « Attention » : montrez la carte de chaleur sur la phrase dâexemple. Faites remarquer les cases sombres : « il » attend fortement vers « trophĂ©e ». Cliquez sur diffĂ©rents mots pour visualiser leur distribution dâattention.
-
Reliez Ă la Partie A. « Souvenez-vous du tableau : attention = mĂ©moire longue, parallĂ©lisme = Ă©chelle. Vous venez de voir la mĂ©moire longue en action. Et comme chaque token calcule son attention indĂ©pendamment des autres, tout se fait en parallĂšle â dâoĂč lâexploitation massive des GPU. La boucle est bouclĂ©e. »
Question frĂ©quente n°6 : « Câest de la comprĂ©hension ou du calcul ? » RĂ©ponse honnĂȘte Ă donner : « Câest du calcul â des multiplications de matrices â dont le rĂ©sultat ressemble fonctionnellement Ă de la comprĂ©hension contextuelle. Le cours ne tranchera pas le dĂ©bat philosophique ; ce qui compte pour nous : le mĂ©canisme est puissant, mesurable, et explique les capacitĂ©s ET les limites. »
PiĂšge pĂ©dagogique Ă Ă©viter : ne rentrez PAS dans les dĂ©tails Query/Key/Value (requĂȘte/clĂ©/valeur) Ă ce niveau. Si un participant avancĂ© pose la question, rĂ©pondez : « Excellente question â techniquement, chaque token Ă©met une ârequĂȘteâ et des âclĂ©sâ, et leur compatibilitĂ© donne les poids dâattention. Voyez-moi Ă la pause pour les dĂ©tails, ou consultez lâannexe. » Ne perdez pas les 90 % restants de la salle.
Transition vers lâExercice 2 :
« Petit jeu avant de passer Ă lâentraĂźnement des modĂšles : vous allez manipuler vous-mĂȘmes lâarithmĂ©tique du sens. »
1:25 â 1:33 | Exercice 2 â Le jeu des analogies
Voir feuille dâexercices, Exercice 2. En binĂŽmes, 6 minutes + 2 minutes de correction collective.
RĂŽle de lâinstructeur : lancez le chrono, puis corrigez en collectif en demandant aux binĂŽmes dâexpliquer pourquoi lâanalogie fonctionne gĂ©omĂ©triquement (quelle « direction » de sens est en jeu).
1:33 â 1:48 | Partie E â Pipeline dâentraĂźnement & infĂ©rence
Concepts clĂ©s : prĂ©-entraĂźnement â post-entraĂźnement (dont RLHF) â fine-tuning ; puis distinction entraĂźnement/infĂ©rence ; lâinfĂ©rence est limitĂ©e par la bande passante mĂ©moire.
Quoi dire â lâanalogie filĂ©e de la formation dâun professionnel :
-
PrĂ©-entraĂźnement = lâuniversitĂ©. « On fait lire au modĂšle une immense partie du texte disponible : des milliers de milliards de tokens (â ordres de grandeur en croissance constante). La tĂąche est dâune simplicitĂ© dĂ©sarmante : prĂ©dire le token suivant. âLe chat dort sur le ___â â âcanapĂ©â. En sâexerçant des milliards de fois, le modĂšle est forcĂ© dâabsorber la grammaire, les faits, les styles, des rudiments de raisonnement â car tout cela aide Ă mieux prĂ©dire. RĂ©sultat : un modĂšle trĂšs savant mais brut de dĂ©coffrage â comme un diplĂŽmĂ© brillant qui nâa jamais parlĂ© Ă un client. Il complĂšte du texte, il ne ârĂ©pondâ pas. CoĂ»t : des dizaines Ă des centaines de millions de dollars de calcul pour les plus gros modĂšles (â chiffres Ă©voluant rapidement). »
-
Post-entraĂźnement / RLHF = lâĂ©cole de finition. « RLHF : Reinforcement Learning from Human Feedback, câest-Ă -dire apprentissage par renforcement Ă partir de retours humains. Des annotateurs comparent des paires de rĂ©ponses (âlaquelle est la plus utile, la plus honnĂȘte, la moins dangereuse ?â) et le modĂšle est ajustĂ© pour produire davantage de rĂ©ponses du type prĂ©fĂ©rĂ©. Câest ce qui transforme un moteur de complĂ©tion en assistant : ton, format, refus des demandes dangereuses, capacitĂ© Ă suivre des instructions. Analogie : lâĂ©cole de finition â le savoir est dĂ©jĂ lĂ , on apprend les maniĂšres, le format, la dĂ©ontologie. »
-
Fine-tuning = lâintĂ©gration en entreprise. « Ajustement supplĂ©mentaire sur un domaine ou une tĂąche : vocabulaire juridique de VOTRE cabinet, ton de VOTRE marque, format de VOS rapports. Comme un nouvel embauchĂ© brillant quâon forme aux procĂ©dures internes pendant son onboarding. Beaucoup moins coĂ»teux que le prĂ©-entraĂźnement â on part dâun modĂšle dĂ©jĂ formĂ©. »
Tableau récapitulatif à projeter (slide 23) :
| Ătape | Analogie | Ce quâon apprend | Ordre de coĂ»t |
|---|---|---|---|
| PrĂ©-entraĂźnement | UniversitĂ© | Langue, faits, raisonnement | TrĂšs Ă©levĂ© â |
| Post-entraĂźnement (RLHF) | Ăcole de finition | UtilitĂ©, ton, sĂ©curitĂ© | Moyen â |
| Fine-tuning | Onboarding en entreprise | SpĂ©cialisation mĂ©tier | Faible â |
- InfĂ©rence â et le goulot dâĂ©tranglement mĂ©moire. « Une fois entraĂźnĂ©, utiliser le modĂšle sâappelle lâinfĂ©rence : votre prompt entre, les tokens sortent un par un. Point contre-intuitif : ce qui limite la vitesse, ce nâest pas la puissance de calcul, câest la bande passante mĂ©moire. Pourquoi ? Pour gĂ©nĂ©rer CHAQUE token, il faut faire transiter lâensemble des paramĂštres du modĂšle â des dizaines ou centaines de gigaoctets â depuis la mĂ©moire vers les unitĂ©s de calcul. Le calcul lui-mĂȘme est rapide ; câest le dĂ©mĂ©nagement des donnĂ©es qui prend du temps. Analogie : un chef Ă©toilĂ© (le calcul) qui doit aller chercher chaque ingrĂ©dient dans un entrepĂŽt Ă lâautre bout de la ville (la mĂ©moire). Le chef nâest jamais le problĂšme ; la navette, si. » ConsĂ©quence pratique Ă donner : « câest pourquoi les fabricants de puces se battent sur la bande passante mĂ©moire (HBM â High Bandwidth Memory, mĂ©moire Ă haute bande passante), et pourquoi les petits modĂšles rĂ©pondent plus vite : moins de paramĂštres Ă dĂ©mĂ©nager par token. »
Question frĂ©quente n°7 : « Le modĂšle apprend-il de mes conversations ? » RĂ©ponse : « Pas pendant lâinfĂ©rence â les paramĂštres sont figĂ©s. Votre conversation tient dans la fenĂȘtre de contexte, une mĂ©moire de travail temporaire. Selon les fournisseurs et vos rĂ©glages, vos conversations peuvent en revanche ĂȘtre collectĂ©es pour de FUTURS entraĂźnements (â politiques variables selon fournisseurs et offres â point important en entreprise, on y reviendra dans la session gouvernance/sĂ©curitĂ©). »
Transition vers la Partie F :
« DerniĂšre piĂšce du puzzle : pourquoi les modĂšles deviennent-ils meilleurs dâannĂ©e en annĂ©e ? Est-ce de la chance ? Non â câest prĂ©visible. LittĂ©ralement. »
1:48 â 1:53 | Partie F â Lois dâĂ©chelle (scaling laws)
Concept clĂ© : la performance des modĂšles sâamĂ©liore de façon rĂ©guliĂšre et prĂ©visible quand on augmente trois ingrĂ©dients : les donnĂ©es, le calcul, les paramĂštres.
Quoi dire :
-
« DĂ©couverte remarquable des annĂ©es 2020 : si vous tracez la performance dâun modĂšle en fonction de sa taille (paramĂštres), de la quantitĂ© de donnĂ©es dâentraĂźnement et du calcul investi, vous obtenez des courbes rĂ©guliĂšres. On peut prĂ©dire la performance dâun modĂšle 10Ă plus gros avant de lâentraĂźner. Câest ce qui a donnĂ© aux laboratoires la confiance dâinvestir des milliards : ils ne parient pas Ă lâaveugle, ils extrapolent une courbe. »
-
Analogie : « Câest comme la construction de ponts : on ne construit pas un pont de 2 km en espĂ©rant quâil tienne â les Ă©quations de rĂ©sistance des matĂ©riaux le prĂ©disent. Les lois dâĂ©chelle sont les Ă©quations de rĂ©sistance de lâIA. »
-
Nuances Ă donner (honnĂȘtetĂ© intellectuelle) : « Trois prĂ©cisions. Un : les courbes prĂ©disent une mĂ©trique statistique (la qualitĂ© de prĂ©diction du token suivant), pas directement lâapparition de capacitĂ©s prĂ©cises â certaines capacitĂ©s semblent Ă©merger par paliers. Deux : les trois ingrĂ©dients doivent croĂźtre ensemble â un modĂšle gĂ©ant sous-alimentĂ© en donnĂ©es est du gaspillage (câest la leçon dite âChinchillaâ, du nom dâun modĂšle de recherche de 2022). Trois : le dĂ©bat reste ouvert sur la poursuite indĂ©finie de ces courbes, et lâindustrie explore dâautres axes, comme le calcul au moment de lâinfĂ©rence (â paysage en Ă©volution rapide). »
Question frĂ©quente n°8 : « Donc plus gros = toujours mieux ? » RĂ©ponse : « Mieux sur les benchmarks (bancs dâessai), oui, en tendance. Mais pas toujours pertinent : un modĂšle 10Ă plus gros est plus lent et plus cher Ă lâinfĂ©rence â rappelez-vous la bande passante mĂ©moire. En entreprise, le bon modĂšle est le plus petit qui atteint le niveau de qualitĂ© requis pour la tĂąche. »
1:53 â 2:00 | ClĂŽture : Quiz Ă©clair, Exit Tickets, teaser
- Distribuez ou projetez le quiz (
quiz/quiz.md) â en session, sĂ©lectionnez 4â5 questions Ă faire Ă main levĂ©e ; le quiz complet peut ĂȘtre fait en autonomie. - Faites remplir les Exit Tickets (ci-dessous) sur papier ou formulaire â 3 minutes.
- Teaser Session 2 : « Vous savez maintenant COMMENT la machine fonctionne. La prochaine fois : comment lui PARLER pour en tirer le maximum â lâart et la science du prompting. »
4. Exit Tickets (5 questions de vérification)
à faire remplir individuellement en fin de session. Objectif : vérifier les acquis clés et détecter les incompréhensions avant la session 2.
ET-1. Expliquez en une ou deux phrases pourquoi un modĂšle de langage peut se tromper en comptant les lettres dâun mot.
Réponse modÚle : Le modÚle ne voit pas les lettres : le texte est découpé en tokens (fragments de ~3-4 caractÚres en moyenne) qui sont pour lui des blocs opaques. Compter des lettres exige un accÚs aux caractÚres individuels que sa représentation interne ne fournit pas directement.
ET-2. Que signifie « roi â homme + femme â reine » et quâest-ce que cela nous apprend sur les embeddings ?
RĂ©ponse modĂšle : Les mots sont reprĂ©sentĂ©s par des vecteurs (listes de nombres) ; on peut donc faire de lâarithmĂ©tique dessus. Cette Ă©quation montre que des relations de sens (ici masculinâfĂ©minin) correspondent Ă des directions cohĂ©rentes dans lâespace des embeddings : le sens est encodĂ© gĂ©omĂ©triquement.
ET-3. Citez les deux problÚmes des architectures pré-2017 que les transformers ont résolus, et par quel moyen.
RĂ©ponse modĂšle : (1) Lâoubli des dĂ©pendances Ă longue distance dans les phrases â rĂ©solu par le mĂ©canisme dâattention, oĂč chaque token pĂšse la pertinence de tous les autres. (2) LâimpossibilitĂ© de parallĂ©liser lâentraĂźnement (traitement sĂ©quentiel mot Ă mot) â rĂ©solu par une architecture entiĂšrement parallĂ©lisable, permettant dâexploiter massivement les GPU.
ET-4. Associez chaque étape du pipeline à son analogie et à sa fonction : pré-entraßnement, post-entraßnement/RLHF, fine-tuning.
Réponse modÚle : Pré-entraßnement = université : acquisition massive du langage et des connaissances par prédiction du token suivant. Post-entraßnement/RLHF (apprentissage par renforcement à partir de retours humains) = école de finition : transformation en assistant utile, poli et sûr grùce aux préférences humaines. Fine-tuning = onboarding en entreprise : spécialisation sur un domaine ou un format précis.
ET-5. Vrai ou faux, et justifiez : « Pour accĂ©lĂ©rer lâinfĂ©rence dâun modĂšle, il faut surtout des processeurs plus puissants en calcul. »
RĂ©ponse modĂšle : Faux. LâinfĂ©rence est principalement limitĂ©e par la bande passante mĂ©moire : Ă chaque token gĂ©nĂ©rĂ©, lâensemble des paramĂštres doit transiter de la mĂ©moire vers les unitĂ©s de calcul. Câest ce transfert, et non le calcul, qui constitue le goulot dâĂ©tranglement â dâoĂč lâimportance de la mĂ©moire rapide (HBM) et lâavantage de vitesse des petits modĂšles.
5. Conseils Ă lâinstructeur
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Le moment âstrawberryâ est votre meilleur alliĂ©. LâĂ©chec du comptage de lettres est contre-intuitif et mĂ©morable â câest lâaccroche Ă©motionnelle de la session. Si possible, faites la dĂ©monstration EN DIRECT avec un modĂšle (prĂ©parez une capture dâĂ©cran de secours au cas oĂč le modĂšle rĂ©ussirait : les modĂšles rĂ©cents rĂ©ussissent de plus en plus souvent â â dans ce cas, expliquez que le modĂšle a appris Ă contourner en Ă©pelant, la limite structurelle demeurant).
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Filez les analogies, ne les multipliez pas. Une analogie par concept, tenue de bout en bout : carte de gĂ©ographie (embeddings), universitĂ©/finition/onboarding (pipeline), chef et entrepĂŽt (bande passante). Trop dâanalogies concurrentes brouillent la mĂ©morisation.
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Marquez physiquement le fil rouge. Ă chaque fin de partie, revenez au schĂ©ma : texte â tokens â vecteurs â attention â prĂ©diction du token suivant. Ă la fin de la session, la salle doit pouvoir rĂ©citer cette chaĂźne.
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GĂ©rez les profils techniques. Il y aura peut-ĂȘtre un dĂ©veloppeur qui veut parler de softmax et de multi-head attention. Formule magique : « Excellente question, elle dĂ©passe le cadre de cette session â venez me voir Ă la pause. » ProtĂ©gez le rythme du groupe.
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Les nombres datent, les structures durent. Chaque fois que vous citez un chiffre (taille de vocabulaire, coĂ»t dâentraĂźnement, ratio de tokens FR/EN), signalez oralement quâil sâagit dâun ordre de grandeur datĂ© (les â des slides sont lĂ pour ça). En revanche, martelez que les mĂ©canismes (tokenisation, embeddings, attention, pipeline) sont stables : câest lâinvestissement durable des participants.
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Minutez la dĂ©mo web. La page interactive est captivante â câest un risque. Fixez-vous 3 minutes max par onglet en dĂ©monstration plĂ©niĂšre ; le temps dâexploration libre appartient aux exercices.
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Anticipez la question mĂ©tier. Quelquâun demandera « Ă quoi ça me sert concrĂštement ? ». RĂ©ponse prĂ©parĂ©e : « Trois retombĂ©es immĂ©diates : (1) vous saurez pourquoi lâIA Ă©choue sur certaines tĂąches et comment reformuler ; (2) vous comprendrez la facturation au token et la consommation de la fenĂȘtre de contexte ; (3) vous saurez lire les annonces des fournisseurs â taille de modĂšle, fine-tuning, vitesse dâinfĂ©rence â sans vous faire Ă©blouir par le marketing. »
Guide Professeur â Applied AI, Niveau IntermĂ©diaire, Session 1. © Yann Isola. Version 1.0.