Polytech Tours · Cours

Comprendre & utiliser l'IA

De la théorie aux usages : modèles de langage, prompts, agents et limites. Une initiation, simple dans l'ensemble, un peu plus pointue sur quelques notions clés, prolongée ici au-delà de ce que le présentiel permet.

≈ 1 h en présentiel Ingénieurs 4ᵉ & 5ᵉ année 7 modules + synthèse
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Objectifs pédagogiques

À la fin de ce cours, vous saurez…

Le cours en sept temps

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Qu'est-ce que l'IA ?
≈ 10 min · Définitions et grandes familles

Une définition simple

L'intelligence artificielle, c'est l'ensemble des techniques qui permettent à une machine de réaliser des tâches qu'on associait à l'intelligence humaine : comprendre un texte, reconnaître une image, décider, créer. La nuance essentielle : une IA apprend à partir de données et d'exemples, elle ne suit pas des règles écrites à la main. Et ce n'est ni magie ni conscience, au fond, des mathématiques et des statistiques.

IA, Machine Learning, Deep Learning, IA générative

Ces termes s'emboîtent, du plus large au plus précis :

IA, faire réaliser à une machine des tâches « intelligentes ».
Machine Learning, l'IA qui apprend à partir de données, au lieu de suivre des règles écrites.
Deep Learning, du ML fondé sur des réseaux de neurones « profonds ». Très puissant sur l'image et le langage.
IA générative, le deep learning qui crée du contenu (texte, image, code). C'est ce qu'on utilise au quotidien.

IA étroite vs IA générale

IA étroite (faible) : aujourd'hui

  • Excelle sur UNE tâche : traduire, jouer aux échecs, générer du texte.
  • C'est toute l'IA qui existe réellement, y compris les plus impressionnantes.

IA générale (forte) : hypothétique

  • Capable de tout faire aussi bien qu'un humain, sur n'importe quel sujet.
  • N'existe pas (encore). Sujet de recherche et de débats.
À retenir : aucun système actuel n'est « conscient » ni vraiment polyvalent. Même les IA les plus bluffantes restent des spécialistes statistiques, très forts dans leur domaine, et seulement là.

Le tournant : l'IA générative a tout changé

Une longue trajectoire : d'abord l'IA symbolique (des règles écrites), puis le Machine Learning (apprendre des données), puis le Deep Learning (vers 2012, la révolution de l'image), enfin l'IA générative (2022, le langage grand public). Les modèles de langage (LLM), entraînés sur d'immenses quantités de texte, savent dialoguer, rédiger, résumer, traduire, coder, et surtout, ils sont accessibles à tous par une simple conversation. C'est le sujet de tout le reste du cours.

Pour aller plus loinQuand on dit « l'IA » dans la vie courante en 2026, on parle presque toujours d'IA générative, et le plus souvent de LLM. Ce raccourci est pratique, mais gardez en tête qu'il existe énormément d'IA « invisibles » (recommandation, détection de fraude, vision) qui ne génèrent rien et tournent depuis des années.
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Principes fondamentaux
≈ 12 min · Comment ça marche, sans les maths

L'IA apprend, elle n'est pas programmée

Programmation classique

L'humain écrit toutes les règles, à la main : « SI… ALORS… ». La machine applique, sans rien déduire.

Apprentissage automatique

On montre beaucoup d'exemples ; la machine déduit elle-même les règles. C'est ça, le Machine Learning.

Le cheminement : Données → Entraînement → Modèle → Prédictions. Conséquence directe : la qualité d'une IA dépend de la qualité et de la quantité des données vues à l'entraînement. De mauvaises données → un mauvais modèle.

Trois façons d'apprendre

ApprochePrincipeExemples
SuperviséExemples étiquetés : une photo + l'étiquette « chat ». Le plus courant.Reconnaissance d'images, anti-spam
Non superviséChercher des structures cachées, sans étiquettes.Segmentation clients, détection d'anomalies
Par renforcementEssais et erreurs, guidé par des récompenses.Jeux, robotique, optimisation

Sous le capot : un LLM prédit le mot suivant

Face à « Le chat dort sur le _____ », le modèle estime la probabilité de chaque mot possible :

tapis62 %
canapé21 %
lit10 %
autre…7 %

Il choisit un mot probable, puis recommence avec le suivant, et ainsi de suite. Ce n'est pas une encyclopédie qui récite : c'est une machine à prédire.

Tokens et fenêtre de contexte

Le texte est découpé en petites unités, les tokens (souvent des morceaux de mots) : « L'intelligence artificielle » ≈ 5 tokens. Le modèle ne raisonne pas en mots mais en tokens, c'est aussi l'unité de facturation des IA payantes. La fenêtre de contexte, c'est tout ce que le modèle « voit » à un instant : votre question + l'historique. C'est sa mémoire de travail, et elle est limitée.

En pratique : au-delà de la fenêtre, le modèle « oublie » le début. Donnez le contexte utile dans votre message, et méfiez-vous des conversations très longues, qui perdent en précision.

De l'entraînement à l'assistant

1 · Pré-entraînement, le modèle « lit » d'énormes quantités de texte et apprend la langue et des connaissances générales. Des milliards de paramètres sont ajustés ; c'est long et coûteux. 2 · Ajustement (alignement), à partir de retours humains, on l'oriente vers des réponses utiles, honnêtes et sûres. C'est ce qui transforme un « moteur à texte » brut en assistant fréquentable.

Pour aller plus loinUn LLM est probabiliste, pas déterministe : la même question peut donner des réponses légèrement différentes. Un réglage appelé température contrôle ce « hasard », basse pour des réponses stables et factuelles, plus haute pour de la créativité. Il modélise des régularités du langage ; il ne « comprend » pas comme un humain.
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Rédaction de prompts
≈ 14 min · Les règles d'un bon prompt + atelier

Qu'est-ce qu'un prompt ?

Le prompt, c'est l'instruction que vous donnez au modèle, votre message. C'est votre seul levier de pilotage : toute la qualité de la réponse en dépend. La formule consacrée : « garbage in, garbage out ». Une demande floue donne une réponse floue ; une demande précise et cadrée donne une réponse utile. Bonne nouvelle : bien « prompter » s'apprend, et quelques règles suffisent à faire une grosse différence.

Les ingrédients d'un bon prompt

  • Donnez un rôle, « Tu es un expert en… » : cela cadre le ton et le niveau.
  • Donnez le contexte, le modèle ne sait que ce que vous lui dites. Précisez la situation, le public, le but.
  • Soyez précis sur la tâche, une demande claire, une seule à la fois.
  • Précisez le format, longueur, structure, style : « en 5 puces », « ton formel », « tableau »…
  • Montrez un exemple / des contraintes, donnez un exemple du résultat voulu, et dites ce que vous ne voulez pas.
Et surtout : itérez. Un bon prompt se construit en plusieurs essais ; ajustez à partir de la réponse obtenue.

Le même besoin, deux prompts

Prompt faible

# Écris un email.

# Aucun rôle, aucun contexte,
# aucun format. Le modèle
# doit tout deviner.
# → réponse générique.

Prompt efficace

# Rôle
Tu es mon assistant com.
# Contexte
Réunion projet, 4 collègues,
jeudi 14h, salle B12.
# Tâche
Rédige un email d'invitation.
# Format
Objet court · 5 lignes max ·
finis par une demande de confirmation.

Même IA, même outil, seule l'instruction change. La précision du prompt fait la qualité de la réponse.

Trois techniques utiles

TechniquePrincipe
Zero-shotOn demande directement, sans exemple. Rapide, suffisant pour les tâches simples.
Few-shotOn donne quelques exemples du résultat voulu ; le modèle imite le motif.
Chaîne de pensée« Explique étape par étape » : le modèle raisonne avant de répondre. Bien meilleur sur la logique et les calculs.

Les pièges à éviter

À éviter

  • Un prompt vague (« parle-moi de… »).
  • Empiler plusieurs tâches dans un message.
  • Supposer un contexte non dit.
  • Accepter la première réponse sans relire.
  • Demander des sources… sans les vérifier.

Les bons réflexes

  • Une demande = un objectif clair.
  • Découper une tâche complexe en étapes.
  • Donner tout le contexte utile, explicitement.
  • Relire, puis demander une amélioration ciblée.
  • Vérifier les faits importants à la source.
Pour aller plus loin, un gabarit réutilisable
[RÔLE]      Tu es {expert / assistant / relecteur} en {domaine}.
[CONTEXTE]  {situation, public visé, contraintes, ce qui existe déjà}
[TÂCHE]     {une seule action claire et précise}
[FORMAT]    {longueur, structure, ton ; ex. tableau, 5 puces}
[EXEMPLE]   {un exemple du résultat attendu, si possible}
Beaucoup d'outils distinguent un system prompt (le cadre, posé une fois : rôle, règles) du message (votre demande du moment). Et pour une tâche complexe, le meilleur réflexe reste de la découper en sous-demandes successives.
Atelier. Reprenez un prompt vague (« Résume ce texte. ») et réécrivez-le avec les cinq ingrédients : pour qui ? quelle longueur ? quel format ? quoi mettre en avant ? Comparez la version vague et la version cadrée : la différence de qualité est immédiate.
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La construction d'agents
≈ 12 min · Pourquoi et comment

Du chatbot à l'agent

Un chatbot répond

  • Vous posez une question, il renvoie du texte.
  • Il ne sait rien faire d'autre que produire une réponse.
  • « Explique-moi la photosynthèse. »

Un agent agit

  • Il poursuit un objectif en plusieurs étapes.
  • Il utilise des outils : web, fichiers, API, code.
  • « Trouve les 3 meilleurs vols et réserve. »

En une phrase : un agent, c'est un modèle de langage à qui on a donné des outils et un objectif, et qui décide quoi faire pour l'atteindre.

Ce que les agents apportent

  • Tâches multi-étapes, enchaîner automatiquement des étapes vers un objectif.
  • Données fraîches & réelles, aller chercher l'information à jour (web, fichiers, bases) au lieu de se limiter à sa mémoire.
  • Agir, pas seulement conseiller, remplir un formulaire, envoyer un message, modifier un fichier, lancer un calcul.
  • Gagner du temps, automatiser les workflows répétitifs.

Les briques d'un agent

Au centre, le LLM raisonne et décide. Autour : des outils (web, fichiers, API, code) et une mémoire (contexte + base de connaissances). Le tout fonctionne en boucle :

ObjectifRéflexionActionObservation
   └───── (on répète jusqu'à atteindre l'objectif) ────┘

Pour puiser dans des connaissances externes à jour, on utilise le RAG (Retrieval-Augmented Generation) : on recherche d'abord les informations pertinentes, puis on les donne au modèle pour qu'il génère sa réponse à partir d'elles.

Concrètement, et avec prudence

Des agents, pour quoi faire ?
Assistant de code, écrit, teste, corrigeSupport client, répond et agit sur le compte
Veille & recherche, collecte et synthétiseAutomatisation, tâches bureautiques répétitives

Avantage

Puissants et autonomes : ils prennent en charge des tâches entières, pas juste un conseil.

À surveiller

Une erreur peut s'enchaîner sur plusieurs étapes. Ils exigent supervision, garde-fous, et attention aux coûts et à la sécurité.

Pour aller plus loinDeux raisons rendent le RAG indispensable : la date de connaissance figée du modèle, et vos données privées (qu'il n'a jamais vues à l'entraînement). Techniquement, donner des outils à un modèle s'appelle le tool calling (ou function calling) ; des standards émergent pour brancher ces outils de façon uniforme. Règle de prudence : pour toute action sensible (paiement, envoi, suppression), gardez un humain dans la boucle qui valide.
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Les limites de l'IA
≈ 10 min · Hallucinations, biais, bon usage

Le piège n°1 : les hallucinations

Une hallucination, c'est quand l'IA invente une information fausse… mais présentée avec assurance et de façon parfaitement plausible. Pourquoi ? Souvenez-vous : le modèle prédit le mot le plus plausible, il ne vérifie pas la vérité. Quand il ne « sait » pas, il comble le vide avec quelque chose de crédible, citations, dates, références : tout peut être inventé.

  • Vérifier toute information importante à la source.
  • Se méfier des chiffres, citations et références précises.
  • Recouper, surtout pour une décision qui compte.

Biais, date de connaissance, excès de confiance

LimiteCe que ça implique
Des biaisL'IA reflète les biais de ses données d'entraînement (stéréotypes, sous-représentations).
Une date de connaissanceSes connaissances sont figées à une date. Sans accès au web, elle ignore l'actualité récente.
Un excès de confianceElle peut se tromper en restant tout aussi assurée. Le ton confiant n'est pas une preuve.
À garder en tête : une réponse assurée et bien écrite n'est pas forcément exacte, récente, ou neutre.

Usage responsable

  • Vos données, ne saisissez pas d'informations sensibles, personnelles ou confidentielles : elles peuvent être conservées ou réutilisées.
  • Propriété & plagiat, le contenu généré peut s'inspirer d'œuvres existantes. Citez, vérifiez, n'usurpez pas la paternité.
  • Environnement, entraîner et utiliser ces modèles consomme énergie et eau (voir module 6).
  • Responsabilité, en cas d'erreur, c'est l'humain qui décide qui reste responsable. L'IA n'assume rien.
La bonne posture : l'IA est un copilote, pas un pilote. Elle propose, accélère, déblaie, mais c'est vous qui décidez, validez et assumez. Vérifiez, protégez vos données, gardez l'esprit critique, et servez-vous-en pour gagner du temps, pas pour penser à votre place.
Pour aller plus loinDonner au modèle des sources (RAG, navigation web) réduit les hallucinations mais ne les élimine pas : il peut encore mal lire ou sur-interpréter une source. Un réflexe simple et efficace : demandez-lui de citer ses sources puis ouvrez-les. Une réponse sans source vérifiable, sur un sujet qui compte, se traite comme une hypothèse, pas comme un fait.
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IA & sobriété numérique
≈ 8 min · Prompts efficaces & impact écologique

Une requête n'est pas « gratuite »

Derrière chaque prompt, un data center calcule. Cela consomme de l'électricité, de l'eau (refroidissement des serveurs) et du matériel (fabrication des puces). Invisible, mais bien réel.

PosteOrdre de grandeur
Énergie≈ 0,3 Wh pour une requête texte typique, comme une ampoule LED pendant ~2 min.
EauUne fraction de millilitre par requête, pour refroidir les serveurs.
MatérielFabrication des GPU : ressources, extraction, fin de vie.

À l'échelle d'une requête, c'est peu, et l'efficacité progresse vite. Le vrai enjeu, c'est le volume : des milliards de requêtes par jour, et des data centers en pleine expansion. (Ordres de grandeur 2025, très variables selon le modèle et la requête.)

Tokens = énergie… et argent

L'énergie, et le prix, d'une requête dépend surtout du nombre de tokens traités, en entrée comme en sortie.

  • Une réponse longue, plus de tokens générés = plus de calcul. « 2 pages » coûte plus que « 5 lignes ».
  • Gros modèle, mode raisonnement, les modèles qui « réfléchissent » étape par étape peuvent consommer 3 à 4× plus.
  • De multiples allers-retours, à chaque échange, tout l'historique est relu et recalculé.
  • Le format, une image ≈ 10× une requête texte ; une vidéo, bien davantage.
Bonne nouvelle : sobriété = écologie ET économie. Moins de tokens, c'est moins d'énergie… et moins d'euros sur la facture.

Des prompts plus sobres, et la bonne question

  • Visez juste du premier coup, un prompt précis évite les itérations, autant de calculs en moins.
  • La bonne longueur, le bon format, demandez 5 lignes, pas 2 pages de remplissage.
  • Repartez d'une conversation neuve, plutôt que de traîner un très long historique relu à chaque message.
  • Le bon modèle pour la tâche, pas le plus gros par défaut pour une question triviale.
Pour aller plus loin, l'éco-conceptionLe premier réflexe d'ingénieur : « Ai-je vraiment besoin d'une IA ? » Une règle, une requête SQL ou une recherche classique suffit souvent, pour bien moins cher. Ensuite : dimensionner juste (un petit modèle, voire local), réutiliser & mettre en cache (ne pas refaire calculer deux fois la même chose), et mesurer (suivre tokens, coûts et énergie). Parfois, la meilleure requête est celle qu'on ne fait pas.
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Le regard d'ingénieur
≈ 10 min · Construire avec l'IA, pas seulement l'utiliser

De l'IA-chat à l'IA dans le code

Jusqu'ici, le chat. En pratique professionnelle, on appelle les modèles par API, depuis son propre code : l'IA devient une brique de vos applications.

  • API / SDK, appeler un modèle tient en quelques lignes : on envoie un prompt, on reçoit une réponse.
  • Clé & tokens, une clé d'API authentifie vos appels ; la facturation se fait au token (entrée et sortie).
  • Un service externe, à gérer comme tout service tiers : version du modèle, coût, latence, disponibilité.
# pseudo-code : appeler un modèle par API
reponse = client.messages.create(
    model   = "un-modele",
    system  = "Tu es un assistant concis.",   # le cadre
    message = "Résume ce texte : ..."           # la demande
)
# facturé selon (tokens en entrée + tokens en sortie)

Concrètement : vous intégrerez sans doute l'IA dans un produit avant d'en entraîner une vous-même.

Quand (ne pas) utiliser l'IA

Plutôt l'IA

  • Langage naturel, contenu non structuré.
  • Résumer, rédiger, reformuler, classer.
  • Explorer, quand une réponse approchée suffit.

Plutôt du code classique

  • Résultat exact, règles claires, données structurées.
  • Calculs, recherches, opérations critiques.
  • Plus rapide, déterministe et économique.

Le piège : un LLM pour ce qu'une règle ferait mieux. Le bon réflexe d'ingénieur : choisir l'outil adapté au problème.

Comment savoir si la réponse est bonne ?

Une réponse fluide et sûre d'elle n'est pas forcément correcte. On l'évalue, comme on teste du code :

  • Vérifier sur des cas connus, comparer la sortie à une « vérité terrain » que vous maîtrisez.
  • Comparer plusieurs réponses, confronter différents prompts ou modèles sur la même tâche.
  • Faire relire (humain), pour tout ce qui compte vraiment.
  • Industrialiser : les « evals », des jeux de tests automatisés mesurent la qualité dans la durée.
Règle d'or : ne jugez pas une IA sur une seule réponse réussie. Mesurez sa fiabilité sur de nombreux cas, surtout avant de l'intégrer à un produit.

Sécurité : l'injection de prompt

L'injection de prompt : quand une application laisse entrer du texte extérieur (page web, document, message), ce texte peut contenir des instructions cachées qui détournent le modèle.

Le risque

  • Faire ignorer vos consignes initiales.
  • Faire fuiter des données sensibles.
  • Déclencher des actions non voulues.

Les bons réflexes

  • Ne jamais faire confiance aveuglément à une sortie.
  • Valider et filtrer entrées comme sorties.
  • Cloisonner et limiter les droits d'un agent.
Pour aller plus loin, le lien avec la qualité logicielleVous retrouvez ici, transposés, les réflexes du cours CI/CD : les evals sont aux LLM ce que les tests automatisés sont au code ; l'injection de prompt se traite comme n'importe quelle entrée non fiable, exactement la posture « ne jamais faire confiance au client » du TP de test & sécurité. Une IA dans une application, c'est une surface d'attaque de plus : à traiter avec la même rigueur que le reste.

Synthèse

Sept idées à retenir

  1. L'IA d'aujourd'hui est statistique et spécialisée, ni magique, ni consciente.
  2. Un LLM prédit le mot suivant, puissant, mais faillible et probabiliste.
  3. Un bon prompt = rôle + contexte + tâche + format, et on itère.
  4. Un agent ne fait pas que répondre : il agit, via des outils, et sous supervision.
  5. Vérifiez toujours, hallucinations, biais, confidentialité.
  6. Chaque requête a un coût, énergie, eau, argent : visez des prompts sobres et le bon outil.
  7. Gardez le regard d'ingénieur, choisir le bon outil, évaluer les sorties, sécuriser l'intégration.