1. Apprentissage supervisé et apprentissage non supervisé

Avant d'exécuter la moindre tâche, un modèle d'intelligence artificielle doit être entraîné sur des données. Il existe deux grandes familles d'apprentissage automatique (machine learning) qui se distinguent par la nature de ces données.

Définition

Apprentissage supervisé : les données d'entraînement sont déjà étiquetées (annotées) par des humains — chaque exemple est associé à la bonne réponse attendue. Le modèle apprend en comparant ses prédictions à ces réponses connues, puis en corrigeant progressivement ses erreurs.

Apprentissage non supervisé : les données ne sont pas étiquetées. Le modèle n'a aucune réponse attendue à imiter : il doit lui-même découvrir des structures, des regroupements ou des régularités cachées dans les données.

CritèreApprentissage superviséApprentissage non supervisé
DonnéesÉtiquetées (avec la bonne réponse fournie)Non étiquetées (données brutes)
Objectif du modèlePrédire une catégorie ou une valeur déjà connue par avanceDécouvrir des regroupements ou motifs inconnus
ExempleFiltre anti-spam entraîné sur des emails déjà marqués « spam » / « non spam »Regroupement automatique de clients d'un site marchand selon leurs habitudes d'achat
Autre exempleReconnaissance de chiffres manuscrits (chaque chiffre déjà identifié par un humain)Détection de familles de gènes similaires en biologie, sans catégorie prédéfinie

D'autres approches existent (apprentissage semi-supervisé, apprentissage par renforcement), mais retiens avant tout cette distinction fondamentale : la présence ou non d'une étiquette dans les données de départ.

2. L'algorithme de classification

Définition

Un algorithme de classification est un algorithme d'apprentissage supervisé dont la tâche consiste à ranger une donnée d'entrée dans une catégorie prédéfinie, parmi un ensemble fini de catégories possibles.

Concrètement, on fournit au modèle un exemple — un email, une image, un son, une mesure — et il doit répondre en désignant la classe qui lui correspond le mieux, parmi celles qu'on lui a apprises pendant l'entraînement.

Exemples d'usage
  • Filtre anti-spam : classe chaque email reçu dans la catégorie « spam » ou « non spam », à partir de son contenu, de son expéditeur et des liens qu'il contient.
  • Reconnaissance d'images : classe une photographie parmi des catégories comme « chat », « chien », « voiture »…
  • Diagnostic médical assisté : classe une radiographie en « anomalie détectée » ou « absence d'anomalie visible ».

3. Entraîner un modèle simple avec un outil no-code

Des outils no-code (sans écriture de code) comme Teachable Machine de Google permettent à quiconque d'entraîner un modèle de classification en quelques minutes, via une simple interface graphique.

Méthode générale
  1. Définir les catégories : choisir les classes que le modèle devra apprendre à reconnaître (par exemple « pouce levé » et « pouce baissé »).
  2. Collecter des exemples : fournir plusieurs exemples pour chaque catégorie — photos via webcam, sons via micro, ou fichiers importés.
  3. Entraîner le modèle en un clic : l'outil calcule lui-même, sans intervention technique de ta part, les paramètres internes à partir des exemples fournis.
  4. Tester le modèle : lui soumettre de nouveaux exemples, jamais vus pendant l'entraînement, pour vérifier qu'il généralise correctement.

Ce type d'outil montre bien que l'apprentissage automatique repose avant tout sur la qualité et la quantité des exemples fournis, bien plus que sur une quelconque écriture de code complexe.

4. Le biais algorithmique

Définition

Un biais algorithmique apparaît lorsqu'un modèle d'IA reproduit, voire amplifie, des préjugés ou des déséquilibres déjà présents dans ses données d'entraînement. Le modèle n'est ni « raciste » ni « sexiste » en soi : il reflète fidèlement les régularités statistiques des données qu'on lui a fait apprendre, y compris lorsque ces régularités sont injustes ou discriminatoires.

Conséquences possibles
  • Discrimination à l'embauche : un logiciel de tri de CV entraîné sur des recrutements passés majoritairement masculins peut défavoriser les candidatures féminines, sans qu'on l'ait programmé pour cela.
  • Reconnaissance faciale moins fiable pour certains groupes de population, lorsque ces groupes sont sous-représentés dans les images d'entraînement.
  • Résultats de recherche ou de recommandation biaisés, qui renforcent des stéréotypes déjà présents sur le web plutôt que de les corriger.

Corriger un biais algorithmique suppose de diversifier les données d'entraînement, de tester le modèle sur des sous-groupes variés, et de garder un regard critique permanent sur ses résultats.

5. Analyser un jeu de données simple

Avant d'utiliser ou de faire confiance à un modèle d'IA, il est indispensable de savoir examiner le jeu de données (dataset) qui a servi à l'entraîner.

Méthode
  • Taille : le jeu de données comporte-t-il suffisamment d'exemples pour que le modèle puisse généraliser correctement ?
  • Diversité : les exemples couvrent-ils des situations, des origines, des contextes suffisamment variés ?
  • Équilibre entre catégories : chaque catégorie est-elle représentée par un nombre comparable d'exemples, ou certaines sont-elles largement minoritaires ?
  • Valeurs manquantes ou aberrantes : le jeu de données contient-il des cases vides, des doublons, ou des valeurs manifestement erronées (âge de 200 ans, prix négatif…) ?

Un jeu de données de mauvaise qualité produit presque toujours un modèle de mauvaise qualité, quelle que soit la sophistication de l'algorithme employé.

6. L'IA à l'œuvre dans différents secteurs

L'intelligence artificielle transforme de nombreux secteurs d'activité, avec des usages très concrets déjà déployés.

SecteurExemple d'usage de l'IA
SantéAide au diagnostic médical : analyse d'images (radiographies, scanners, IRM) pour repérer des anomalies et assister le médecin dans sa décision finale.
TransportVéhicules autonomes : combinaison de capteurs (caméras, radars, lidars) et d'algorithmes de classification pour détecter piétons, véhicules et panneaux de signalisation.
ÉducationTuteurs intelligents personnalisés : adaptation du rythme et du contenu des exercices proposés à chaque élève selon ses réussites et ses difficultés observées.

Dans chaque cas, l'IA ne remplace pas totalement l'humain : elle l'assiste en traitant rapidement de grandes quantités de données, la décision finale restant le plus souvent supervisée par un professionnel responsable.

7. Propriété intellectuelle et contenus générés par IA

La multiplication des générateurs d'images, de textes et de musiques par IA soulève des questions juridiques et éthiques encore en pleine évolution.

Débat actuel
  • À qui appartient une œuvre générée par IA ? À la personne qui a rédigé la consigne (le « prompt ») ? À l'entreprise qui a développé le modèle ? Le droit d'auteur suppose traditionnellement une création humaine, ce qui complique fortement la réponse.
  • Le modèle a-t-il été entraîné légalement ? De nombreux modèles ont appris à partir de millions d'images ou de textes protégés par le droit d'auteur, collectés sur Internet sans autorisation explicite de leurs auteurs.
  • Quelles conséquences pour les créateurs ? Illustrateurs, écrivains et musiciens s'inquiètent de voir leur style reproduit par une IA, sans consentement ni rémunération.

Ces enjeux juridiques ne sont pas encore tranchés partout dans le monde : les législations évoluent rapidement d'un pays à l'autre. Il convient donc de rester informé et critique face à l'utilisation de contenus générés par IA, notamment dans un cadre scolaire ou professionnel.

🧠 À retenir

  • L'apprentissage supervisé utilise des données étiquetées ; l'apprentissage non supervisé utilise des données brutes et laisse le modèle découvrir des regroupements seul.
  • Un algorithme de classification range une donnée dans une catégorie prédéfinie (ex : filtre anti-spam, reconnaissance d'images).
  • Des outils no-code comme Teachable Machine permettent d'entraîner un modèle simple sans écrire une seule ligne de code.
  • Un biais algorithmique apparaît quand un modèle reproduit des préjugés présents dans ses données d'entraînement, avec des conséquences discriminatoires réelles.
  • Analyser un jeu de données suppose d'examiner sa taille, sa diversité, l'équilibre entre catégories et la présence de valeurs manquantes ou aberrantes.
  • L'IA transforme déjà la santé, le transport et l'éducation, en assistant l'humain plutôt qu'en le remplaçant.
  • Les contenus générés par IA soulèvent des questions non résolues de propriété intellectuelle, tant sur les données d'entraînement que sur la paternité des œuvres produites.
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Supervisé ou non supervisé ?

Facile

Pour chacune des situations suivantes, indique s'il s'agit d'un exemple d'apprentissage supervisé ou non supervisé, en justifiant en une phrase.

  1. Un modèle apprend à reconnaître des chats et des chiens à partir de milliers de photos, chacune déjà légendée « chat » ou « chien ».
  2. Un modèle analyse les habitudes d'achat de milliers de clients, sans aucune information préalable, pour faire apparaître des groupes de clients qui se ressemblent.
  3. Un modèle apprend à prédire le prix d'une maison à partir d'une base de données de ventes passées, où le prix final de chaque maison est déjà connu.
  4. Un modèle regroupe automatiquement des articles de presse par thème, sans qu'aucun thème n'ait été indiqué au départ.
Correction
  1. Supervisé. Les photos sont déjà étiquetées « chat » ou « chien » : le modèle apprend à partir de la bonne réponse connue.
  2. Non supervisé. Aucune étiquette n'est fournie : le modèle découvre lui-même des regroupements de clients.
  3. Supervisé. Le prix de vente (la réponse attendue) est connu pour chaque maison du jeu de données.
  4. Non supervisé. Aucun thème prédéfini n'est fourni : le modèle organise lui-même les articles selon leurs ressemblances.
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Repérer un algorithme de classification

Facile

Une application mobile de reconnaissance de plantes fonctionne ainsi : l'utilisateur photographie une feuille, et l'application indique en retour un nom d'espèce parmi une liste de 400 espèces connues de l'application.

  1. Explique pourquoi il s'agit ici d'un algorithme de classification.
  2. Quelle est la donnée d'entrée ? Quelles sont les catégories de sortie possibles ?
Correction
  1. C'est un algorithme de classification car il range chaque photo dans une catégorie prédéfinie parmi un ensemble fini : ici, un nom d'espèce parmi les 400 déjà connues de l'application. Il ne peut pas inventer une nouvelle espèce non apprise.
  2. La donnée d'entrée est la photographie de la feuille prise par l'utilisateur. Les catégories de sortie possibles sont les 400 noms d'espèces de plantes que l'application a appris à reconnaître pendant son entraînement.
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Analyser un jeu de données et repérer un biais

Moyen

Une équipe souhaite entraîner un modèle de reconnaissance vocale destiné à comprendre des commandes orales en français. Le jeu de données d'entraînement est constitué de 50 000 enregistrements audio, dont 46 000 proviennent de locuteurs adultes de la région parisienne, 3 000 de locuteurs adultes d'Afrique francophone, et 1 000 d'enfants de moins de 12 ans.

  1. Le jeu de données te semble-t-il suffisamment diversifié ? Justifie ta réponse à l'aide des critères du cours.
  2. Quel biais algorithmique risque de se produire une fois le modèle mis en service ? Pour quels utilisateurs en particulier ?
  3. Propose une piste concrète pour corriger ce déséquilibre.
Correction
  1. Non, le jeu de données n'est pas équilibré : 92 % des enregistrements viennent d'un seul groupe (adultes parisiens), tandis que les locuteurs d'Afrique francophone (6 %) et les enfants (2 %) sont très largement sous-représentés. La taille totale (50 000) est correcte, mais la diversité et l'équilibre entre catégories font défaut.
  2. Le modèle risque de mal reconnaître les accents d'Afrique francophone et les voix d'enfants, car il a appris presque exclusivement sur des voix d'adultes parisiens. Ces utilisateurs subiraient donc un taux d'erreur bien plus élevé : c'est un biais algorithmique lié au déséquilibre des données d'entraînement.
  3. Il faudrait collecter davantage d'enregistrements auprès de locuteurs africains francophones et d'enfants, jusqu'à obtenir une représentation plus équilibrée entre les différents groupes d'utilisateurs visés par l'application.
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Analyse argumentée : images générées par IA et droit d'auteur

Difficile

Un générateur d'images par IA propose de créer, en quelques secondes, une illustration « dans le style » d'un dessinateur de bande dessinée célèbre, à partir d'une simple description textuelle. Ce générateur a été entraîné sur des millions d'images trouvées sur Internet, y compris des œuvres protégées par le droit d'auteur, sans que leurs auteurs en aient été informés.

Rédige une courte analyse argumentée (8 à 12 lignes) répondant à la question suivante : ce type de générateur pose-t-il un problème de propriété intellectuelle, et pour qui ? Tu dois t'appuyer sur au moins deux enjeux distincts vus dans le cours (entraînement du modèle, statut de l'œuvre générée).

Correction — proposition d'analyse

Oui, ce type de générateur pose au moins deux problèmes distincts de propriété intellectuelle. Le premier concerne les données d'entraînement : le modèle a appris son « style » en analysant des œuvres protégées par le droit d'auteur, collectées sans l'accord des dessinateurs concernés. Ceux-ci n'ont ni été consultés, ni rémunérés, alors que leur travail sert directement à produire de nouvelles images qui imitent leur patrimoine artistique. Le second problème concerne le statut de l'image générée : peut-on parler de contrefaçon si l'image produite ressemble fortement au style d'un auteur vivant ? Et à qui appartiendrait cette nouvelle image — à l'utilisateur qui a rédigé la description, ou à l'entreprise qui exploite le modèle ? Le droit d'auteur repose traditionnellement sur une création humaine originale, ce qui rend la réponse incertaine. Ce cas illustre bien que la loi n'a pas encore rattrapé la rapidité des progrès techniques : il revient donc à chacun de rester vigilant et critique avant d'utiliser ou de diffuser ce type de contenu.

QCM

10 questions · Correction immédiate

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0/10Répondues
Question 1/10

Que caractérise un apprentissage supervisé ?

Question 2/10

Un modèle regroupe des clients en fonction de leurs habitudes d'achat, sans qu'aucune catégorie n'ait été définie au départ. De quel type d'apprentissage s'agit-il ?

Question 3/10

Qu'est-ce qu'un algorithme de classification ?

Question 4/10

Lequel de ces exemples illustre le mieux un algorithme de classification ?

Question 5/10

Que permet un outil no-code comme Teachable Machine ?

Question 6/10

Dans la méthode d'entraînement avec un outil no-code, que faut-il faire avant d'entraîner le modèle ?

Question 7/10

Qu'est-ce qu'un biais algorithmique ?

Question 8/10

Un jeu de données destiné à reconnaître des visages contient 95 % de photos d'un seul groupe démographique. Quelle conséquence est la plus probable ?

Question 9/10

Parmi ces critères, lequel n'aide PAS à analyser la qualité d'un jeu de données ?

Question 10/10

Quel enjeu de propriété intellectuelle est directement lié aux contenus générés par IA ?