Apprentissage supervisé, non supervisé et profond (machine learning, deep learning)

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Présentation générale

L’apprentissage automatique constitue le fondement algorithmique des solutions développées par NeuriaLabs. Il s’agit d’une discipline centrale de l’intelligence artificielle, qui vise à doter les systèmes d’une capacité autonome à identifier des motifs, à établir des corrélations, à formuler des prédictions ou à prendre des décisions sur la base de données empiriques, sans être explicitement programmés pour chaque tâche.

Trois grandes approches structurent notre maîtrise technologique dans ce domaine :

– l’apprentissage supervisé,

– l’apprentissage non supervisé,

– et l’apprentissage profond (deep learning).

Chacune présente des caractéristiques propres, répondant à des cas d’usage spécifiques et mobilisant des architectures algorithmiques distinctes.

Apprentissage supervisé

L’apprentissage supervisé consiste à entraîner un modèle à partir d’un ensemble de données étiquetées, c’est-à-dire pour lesquelles la réponse ou le résultat attendu est connu. Cette approche permet au système d’apprendre à généraliser un comportement à partir d’exemples observés.

Elle est particulièrement adaptée à des tâches telles que :

• La classification (ex. : détection de fraude, diagnostic médical, catégorisation de documents)

• La régression (ex. : prévision de ventes, estimation de prix, prédiction de charge énergétique)

• La détection d’anomalies connues (ex. : identification de comportements atypiques dans des séries temporelles ou des flux transactionnels)

Les modèles utilisés incluent les forêts aléatoires, les machines à vecteurs de support (SVM), les régressions logistiques, les réseaux de neurones multicouches, ou encore les gradient boosting machines (XGBoost, LightGBM, CatBoost), sélectionnés selon la nature des données et la complexité du problème.

Apprentissage non supervisé

L’apprentissage non supervisé repose sur des données non étiquetées. Il s’agit de faire émerger des structures, des regroupements ou des représentations significatives à partir de la seule observation des données, sans indication préalable.

Cette approche permet :

• La segmentation de clientèle (ex. : regroupement de profils de consommation ou d’usagers)

• La réduction de dimensions (ex. : simplification de données complexes ou très volumineuses)

• L’extraction de motifs fréquents (ex. : détection de comportements récurrents dans des logs)

• La détection d’anomalies inconnues (ex. : identification de ruptures dans des flux non labellisés)

Les algorithmes mobilisés incluent le clustering hiérarchique, les k-means, DBSCAN, l’analyse en composantes principales (PCA), l’auto-encodage non supervisé, les modèles de mélange gaussien ou encore les réseaux neuronaux à détection de nouveauté.

Apprentissage profond (deep learning)

L’apprentissage profond est un sous ensemble avancé du machine learning, fondé sur l’utilisation de réseaux de neurones profonds, parfois composés de centaines de millions de paramètres. Il permet de traiter des données non structurées complexes telles que les images, les textes, les sons ou les vidéos et de réaliser des tâches de haut niveau cognitif avec une précision surpassant les méthodes traditionnelles dans de nombreux contextes.

Les applications du deep learning sont nombreuses :

• Vision artificielle (ex. : reconnaissance faciale, lecture automatique de documents, analyse d’imagerie médicale)

• Traitement du langage naturel (ex. : traduction automatique, synthèse de texte, génération de langage)

• Systèmes de recommandation complexes (ex. : moteurs de personnalisation contextuelle)

• Prévision multi-variable non linéaire (ex. : comportements de marché, logiques industrielles en environnement chaotique)

Nous maîtrisons l’ensemble des architectures modernes, telles que les réseaux convolutifs (CNN), les réseaux récurrents (RNN, LSTM, GRU), les auto-encodeurs profonds, les réseaux adversariaux génératifs (GAN), ainsi que les modèles à base de transformers, devenus standards dans les systèmes de NLP et de génération.

Approche NeuriaLabs

Notre force réside dans la capacité à :

• Choisir le paradigme d’apprentissage approprié en fonction de la disponibilité, de la nature et de la structure des données ;

• Construire des modèles explicables, robustes et optimisés pour l’usage cible, en équilibrant précision, performance et lisibilité ;

• Gérer le cycle de vie complet du modèle, depuis la phase d’entraînement initial jusqu’à la mise à jour continue en production ;

• Intégrer ces modèles dans des environnements métiers exigeants, avec des contraintes fortes de sécurité, de scalabilité ou de compliance réglementaire.

L’ensemble de notre travail repose sur des frameworks éprouvés (Scikit-Learn, TensorFlow, PyTorch, Keras, XGBoost, etc.), que nous adaptons et industrialisons via des pipelines automatisés de type MLOps.