Comment ça marche · L'IA · module en construction

L'IA, c'est quoi ?

Mis à jour le . Ce sujet évolue vite (affaires d’« AI washing », définitions légales) : vérifie s'il y a du nouveau depuis cette date.

On met le mot « IA » partout : dans les téléphones, les voitures, les frigos… Mais de quoi parle-t-on ? Ce module est la porte d'entrée : il démêle les définitions, montre les grandes façons de faire, et dessine la carte de toutes les IA que tu croises.

Choisis ton niveau et ta façon de lire : tu peux en changer à tout moment.

Étape 0 : IA ou pas ?

  • Une calculatrice — Non, pas vraiment. Elle applique des règles de calcul fixes, sans rien apprendre ni rien déduire de neuf.
  • Un thermostat programmable — Non, pas vraiment. Il suit une consigne écrite à l’avance : « au-dessous de 19 °C, chauffer ».
  • Un tableur — Non, pas vraiment. Il calcule exactement ce que ses formules lui disent de calculer.
  • Le calcul d’itinéraire du GPS — Ça se discute. Chercher le plus court chemin a longtemps été un problème d’IA ; maintenant que ça marche, on parle plutôt d’« algorithme ». C’est l’« effet IA ».
  • Un programme d’échecs — Ça se discute. Battre un champion était un grand défi de l’IA. Les programmes classiques explorent des millions de coups avec des règles écrites à la main ; les plus récents apprennent en jouant.
  • Le correcteur orthographique — Ça se discute. Les plus simples comparent les mots à un dictionnaire ; d’autres utilisent des modèles appris sur d’immenses quantités de textes.
  • Le filtre anti-spam — Oui, c’est de l’IA. Il apprend, à partir de messages déjà classés, à reconnaître les indésirables, et s’adapte quand tu en signales.
  • Le déverrouillage par le visage — Oui, c’est de l’IA. Un réseau de neurones, entraîné sur des millions de visages, compare le tien à celui qu’il a enregistré.
  • Les vidéos qu’on te recommande — Oui, c’est de l’IA. Un système apprend de tes clics, et de ceux de millions d’autres personnes, ce qui retiendra ton attention.
  • Un assistant comme ChatGPT — Oui, c’est de l’IA. Un grand modèle de langage, entraîné sur d’immenses quantités de textes.

🟢 Découverte

Il n'existe pas une définition unique de l'intelligence artificielle. En gros, on parle d'IA quand une machine fait quelque chose qu'on croyait réservé à l'intelligence humaine : reconnaître un visage, comprendre une phrase, choisir un coup aux échecs.

🟡 Curieux

Le mot date de 1956. Depuis, la frontière bouge sans cesse : dès qu'une tâche est bien maîtrisée par les machines (calculer un itinéraire, jouer aux échecs), on cesse souvent de l'appeler « IA ». C'est ce qu'on appelle l'effet IA.

🔴 Ingénieur

Le règlement européen sur l'IA (2024) définit un « système d'IA » comme « un système automatisé qui est conçu pour fonctionner à différents niveaux d'autonomie et peut faire preuve d'une capacité d'adaptation après son déploiement, et qui, pour des objectifs explicites ou implicites, déduit, à partir des entrées qu'il reçoit, la manière de générer des sorties telles que des prédictions, du contenu, des recommandations ou des décisions ». L'OCDE emploie une définition très proche. Le mot clé est « déduit » : une calculatrice, qui applique une règle fixe, n'en fait pas partie.

Un peu d'histoire

Le 31 août 1955, John McCarthy, Marvin Minsky, Nathaniel Rochester et Claude Shannon proposent une étude sur l'« intelligence artificielle », à mener à l'été 1956 au Dartmouth College. Leur pari : « chaque aspect de l'apprentissage ou toute autre caractéristique de l'intelligence peut en principe être décrit si précisément qu'une machine peut être fabriquée pour le simuler ».

On résume souvent l'effet IA par une phrase attribuée à l'informaticien Larry Tesler : « l'IA, c'est tout ce qui n'a pas encore été fait ». Il a lui-même corrigé : il disait « l'intelligence, c'est tout ce que les machines n'ont pas encore fait ».

Idées reçues

« Aujourd'hui, tout est de l'IA. » Le mot fait vendre : certaines entreprises l'emploient pour des produits qui n'en contiennent pas, ou très peu. C'est ce qu'on appelle l'AI washing. En mars 2024, le gendarme boursier américain a poursuivi deux sociétés de conseil en placement qui vantaient un usage de l'IA qu'elles n'avaient pas : elles ont accepté de payer 400 000 dollars au total ; en septembre 2024, l'autorité américaine de protection des consommateurs a lancé cinq actions contre des entreprises qui trompaient leurs clients avec l'IA, dont une qui se présentait comme « le premier avocat robot du monde ».

Étape 1 : Deux façons de faire : des règles ou des exemples

Première façon : des humains écrivent des règles (« SI l'animal a des plumes ALORS c'est un oiseau »), et la machine les enchaîne. Elle peut expliquer chaque conclusion. Deuxième façon : on donne à la machine des exemples d'animaux déjà classés, et elle trouve seule les questions qui séparent le mieux les classes. Personne n'a écrit les règles ; elle les a déduites des exemples… et elles ne valent que ce que valent les exemples.

🟢 Découverte

Pour qu'une machine reconnaisse un animal, on peut lui écrire des règles (« s'il a des plumes, c'est un oiseau »). Ou lui montrer des exemples d'animaux déjà classés, et la laisser trouver seule ses règles. C'est la grande différence entre l'IA à règles et l'IA qui apprendApprentissage automatique (machine learning) — Branche de l'IA où la machine n'applique pas des règles écrites à la main : elle les déduit d'exemples. Avec des exemples corrigés (supervisé), sans étiquettes (non supervisé) ou par essais et récompenses (par renforcement)..

🟡 Curieux

L'IA à règles sait expliquer son raisonnement, mais il faut tout lui écrire, et elle se trompe dès qu'on sort de ses règles. L'IA qui apprend s'adapte à des cas que personne n'a prévus, mais elle ne sait que ce que disent ses exemples, et ne sait pas toujours dire pourquoi elle répond ce qu'elle répond.

🔴 Ingénieur

À gauche, un système expert en chaînage avant : il applique ses règles tant qu'elles ajoutent des faits, et garde la trace de chaque déduction. À droite, un arbre de décision appris avec l'algorithme ID3 : à chaque nœud, il choisit la question qui fait le plus baisser l'entropie (le « désordre ») des classes d'exemples. C'est de l'apprentissage supervisé : chaque exemple vient avec la bonne réponse.

Un peu d'histoire

Les premiers systèmes experts naissent à Stanford : DENDRAL, à partir de 1965 (Joshua Lederberg, Edward Feigenbaum, Carl Djerassi, Bruce Buchanan), aide les chimistes à identifier des molécules ; MYCIN, dans les années 1970 (Edward Shortliffe), conseille les médecins sur les infections et sait expliquer son raisonnement. Dans le même laboratoire, H. Penny Nii fait progresser les systèmes « à tableau noir », où plusieurs modules de connaissances coopèrent en écrivant sur une mémoire commune ; l'un des premiers, Hearsay-II, est né à Carnegie Mellon dans l'équipe de Raj Reddy, formé en Inde puis à Stanford, pionnier de la reconnaissance de la parole.

En 1982, le Japon lance le projet d'ordinateurs de « cinquième génération », dirigé par Kazuhiro Fuchi. Son adjoint, Koichi Furukawa, avait rapporté au Japon le langage Prolog, inventé à Marseille par l'équipe d'Alain Colmerauer.

Vérifie toi-même

Coche « nage » et « allaite ses petits », puis « nage » seul : le système expert hésite, l'arbre tranche… à partir de seulement 8 exemples.

Étape 2 : Apprendre sans professeur

On place au hasard trois « centres ». Chaque point rejoint le centre le plus proche ; puis chaque centre se déplace au milieu de ses points. On recommence jusqu'à ce que plus rien ne bouge : trois groupes sont apparus, sans que personne ne les ait définis.

🟢 Découverte

On peut aussi donner à la machine des données sans aucune étiquette, et lui demander d'y trouver des groupes. Personne ne lui dit lesquels existent.

🟡 Curieux

C'est l'apprentissage non supervisé. On s'en sert pour regrouper des clients aux habitudes proches, des articles qui parlent du même sujet, des cellules qui se ressemblent. Mais c'est à nous de donner un sens aux groupes trouvés.

🔴 Ingénieur

L'algorithme des k-moyennes alterne deux étapes : chaque point rejoint le centre le plus proche, puis chaque centre se place à la moyenne de ses points. Il s'arrête quand plus rien ne bouge. Le résultat dépend du nombre de groupes choisi (k) et de la position de départ des centres.

Un peu d'histoire

L'algorithme n'a pas un inventeur unique. Le mathématicien polonais Hugo Steinhaus le propose en 1956, dans un article écrit en français ; Stuart Lloyd, aux Bell Labs, décrit une méthode équivalente en 1957 (publiée seulement en 1982) ; Edward Forgy en présente une semblable en 1965. Le nom k-means vient de James MacQueen, en 1967.

Étape 3 : Apprendre par essais et erreurs

Au début, la souris erre au hasard : elle se cogne aux murs et tombe parfois dans le piège. Mais à chaque pas, elle note ce que ce choix lui a rapporté. Après une centaine de parties, elle va droit au fromage, par le chemin le plus court. Personne ne lui a montré le chemin : elle l'a appris par essais et erreurs.

🟢 Découverte

Troisième façon d'apprendre : essayer, et noter ce qui rapporte. Personne ne montre le chemin à la souris ; elle reçoit seulement des récompenses et des punitions.

🟡 Curieux

C'est l'apprentissage par renforcement. Il sert aux programmes qui jouent, aux robots qui apprennent à marcher, et à l'ajustement des assistants conversationnels par des humains qui notent leurs réponses.

🔴 Ingénieur

Ici, du Q-learning : la souris tient un tableau Q(case, action) et, après chaque pas, le corrige : Q ← Q + α (récompense + γ · max Q(case suivante) − Q). Pour ne pas rester enfermée dans ses premières habitudes, elle joue parfois au hasard (exploration).

Un peu d'histoire

En 1959, chez IBM, Arthur Samuel publie un programme qui apprend à jouer aux dames mieux que lui, en jouant. Il écrit que « programmer les ordinateurs pour qu'ils apprennent par l'expérience devrait, à terme, éliminer le besoin d'une grande partie de cet effort de programmation détaillé ». En 1961, au Royaume-Uni, Donald Michie construit MENACE, une « machine » en boîtes d'allumettes qui apprend le morpion : une boîte par position, des perles de couleur pour les coups possibles, qu'on ajoute après une victoire et qu'on retire après une défaite.

Idées reçues

« Samuel a défini l'apprentissage automatique comme “donner aux ordinateurs la capacité d'apprendre sans être explicitement programmés”. » Cette phrase, citée partout, ne figure pas telle quelle dans son article de 1959 : c'est une paraphrase tardive qu'on lui attribue.

Étape 4 : La carte des IA

Les IA, par but (lignes) et par mécanisme (colonnes)
Les IA…
assistants, traduction module → ● ●
visages, tri postal module → ● ●
assistants vocaux, sous-titres module → ● ●
images, musique module → ●
spam, diagnostic, tri de CV module → ● ● ● ●
vidéos, fil d’actualité module → ● ●
météo, consommation à venir ● ● ●
crédit, aides sociales à venir ● ● ● ●
GPS, tournées, horaires module → ● ●
échecs, go module → ● ● ●
robots, voitures autonomes à venir ● ● ● ●
fraude, vidéosurveillance à venir ● ● ●
images piégées, instructions cachées module → ●

Clique sur un but (une ligne) ou sur un mécanisme (une colonne).

🟢 Découverte

Il y a deux façons de ranger les IA : selon ce qu'elles font pour nous (écrire, voir, classer, jouer…) et selon comment elles le font (règles, probabilités, réseaux de neurones…). La carte croise les deux.

🟡 Curieux

Un même but peut être atteint de plusieurs façons : un filtre anti-spam peut utiliser des probabilités, un arbre de décision ou un réseau de neurones. Et un même mécanisme sert à des buts très différents. Chaque ligne de la carte aura son module.

🔴 Ingénieur

Les réseaux de neurones dominent aujourd'hui la perception (images, sons) et le langage. Mais les méthodes plus anciennes restent partout : recherche dans un graphe pour les itinéraires, modèles statistiques simples quand il faut expliquer une décision, règles quand il faut une garantie.

Un peu d'histoire

Certaines pionnières ont travaillé à la croisée de plusieurs lignes de la carte : Ruzena Bajcsy, formée à Bratislava puis à Stanford, fonde en 1978 à l'université de Pennsylvanie le laboratoire GRASP, consacré à la robotique et à la perception : des machines qui voient, touchent et agissent.

Étape 5 : Des printemps et des hivers

  1. 1956
    Le nom « intelligence artificielle ». Un atelier d’été au Dartmouth College (États-Unis), proposé l’année précédente, lance le domaine sous ce nom.
  2. 1956
    Les k-moyennes. En Pologne, Hugo Steinhaus propose, dans un article en français, une méthode pour découper un ensemble en groupes.
  3. 1958
    Le perceptron. Frank Rosenblatt présente l’un des premiers réseaux de neurones qui apprennent.
  4. 1959
    Un programme qui apprend les dames. Chez IBM, Arthur Samuel montre qu’un ordinateur peut apprendre à mieux jouer que la personne qui l’a programmé.
  5. 1961
    MENACE. Au Royaume-Uni, Donald Michie fait apprendre le morpion à des boîtes d’allumettes.
  6. 1965
    DENDRAL. À Stanford, un programme aide les chimistes à trouver la structure de molécules : c’est le début des systèmes experts.
  7. 1966
    ELIZA. Joseph Weizenbaum montre qu’un programme simple peut donner l’illusion de comprendre.
  8. 1973
    Le rapport Lighthill. Au Royaume-Uni, le mathématicien James Lighthill conclut qu’« aucune partie du domaine » n’a eu l’impact promis : les crédits britanniques chutent.
  9. 1980
    Les systèmes experts en entreprise. Chez Digital Equipment, XCON configure les commandes d’ordinateurs avec des centaines, puis des milliers de règles.
  10. 1982
    La « cinquième génération ». Le Japon lance un grand programme national d’ordinateurs pour l’IA, dirigé par Kazuhiro Fuchi.
  11. fin des années 1980
    Le reflux. Après le boom des systèmes experts, les promesses non tenues font baisser les financements ; des entreprises ferment.
  12. 1997
    Deep Blue bat Kasparov. Le 11 mai, l’ordinateur d’IBM gagne son match revanche contre le champion du monde d’échecs, 3,5 à 2,5.
  13. 2012
    AlexNet. Un réseau de neurones profond gagne le concours de reconnaissance d’images ImageNet avec 15,3 % d’erreur, contre 26,2 % pour le deuxième.
  14. 2016
    AlphaGo bat Lee Sedol. À Séoul, le programme de DeepMind bat 4 à 1 l’un des meilleurs joueurs de go au monde.
  15. 2022
    ChatGPT. Le 30 novembre, OpenAI ouvre gratuitement au public son assistant conversationnel.

🟢 Découverte

L'histoire de l'IA n'est pas une ligne droite : des périodes d'enthousiasme, où l'on promet tout, alternent avec des « hivers », où les déceptions font fuir l'argent.

🟡 Curieux

Les promesses trop grandes ont souvent précédé les hivers. L'histoire invite donc à la prudence face aux annonces d'aujourd'hui, dans un sens comme dans l'autre.

🔴 Ingénieur

Les deux grandes familles se sont relayées : l'IA « symbolique » (règles, logique, recherche) a dominé jusqu'aux années 1980 ; l'IA « connexionniste » (réseaux de neurones), née en même temps, ne s'impose qu'à partir des années 2010, avec les grandes quantités de données et les processeurs graphiques.

Un peu d'histoire

En 1969, le livre Perceptrons de Marvin Minsky et Seymour Papert démontre les limites des réseaux de neurones à une seule couche. On lui attribue souvent le déclin de ces recherches pendant quinze ans, mais des historiens jugent ce rôle exagéré.

Derrière les grandes victoires, des personnes moins connues : Feng-hsiung Hsu, recruté par IBM après ses machines d'échecs de Carnegie Mellon, est l'architecte des puces spécialisées de Deep Blue ; Aja Huang, chercheur de DeepMind, posait les pierres sur le goban pour AlphaGo face à Lee Sedol. Quelques mois plus tôt, en octobre 2015, AlphaGo avait battu 5 à 0 Fan Hui, triple champion d'Europe de go.

Idées reçues

« L'IA progresse en ligne droite. » Elle a connu des emballements et des reflux ; les promesses d'aujourd'hui sont à lire avec la même prudence.

Et toi, quelles IA croises-tu dans ta journée ?

Chaque moment de la journée correspond à une ligne de la carte.

Dans ta journéeLes IA…
Tu déverrouilles ton téléphone avec ton visagequi voient
Ta messagerie range un courriel dans les indésirablesqui classent
Le GPS calcule ton trajetqui cherchent et optimisent
Une plateforme te propose une vidéoqui recommandent
Tu poses une question à un assistantqui écrivent
Ta banque bloque un paiement suspectqui surveillent

Pour voir de plus près comment ces machines apprennent, continue avec « Comment apprend une machine ».