Les développements récents de l'intelligence artificielle constituent une révolution scientifique et technologique dont l’impact sur la société, l’industrie et la science ne cesse de grandir.

Conférencier : Simon Masnou, professeur à l'université Lyon1, chercheur à l'Institut Camille Jordan

En prenant des exemples issus notamment de l’analyse et du traitement des images, nous verrons lors de cette conférence quel changement de paradigme a conduit des méthodes classiques aux méthodes d’apprentissage profond à base de réseaux de neurones. Nous parlerons de la structure et de l’entraînement de ces réseaux, et des nombreuses questions pratiques et théoriques qu’ils suscitent. Nous discuterons aussi des enjeux actuels, à la fois scientifiques, techniques et sociétaux.

Industrie, médecine, applications de rencontres ou même justice : l’intelligence artificielle (IA) inonde divers aspects de notre vie quotidienne. Seulement, certaines erreurs plus ou moins graves, sont régulièrement relevées dans le fonctionnement de celles-ci. En cause ? Des biais de représentativités présents dans les jeux de données. 
Virginie Mathivet, ingénieure INSA du département informatique (2003) et docteure du laboratoire Liris¹, est engagée sur la question. Pour l’auteure et conférencière, un maître-mot pour que l’IA ne soit pas un outil de duplication des discriminations déjà vécues dans la vie réelle par certaines minorités : la diversité. Récemment nommée experte IA de l’année 2022, Virginie a partagé son savoir à la communauté dans le cadre de « la semaine des arts et des sciences queer » organisée par l’association étudiante Exit+. Elle alerte sur l’extrême nécessité de porter une attention particulière à l'inclusion dans l’intelligence artificielle. Interview.

On connaît l’importance de la diversité pour faire une société plus égalitaire ; pourquoi est-elle aussi importante dans les jeux de données utilisées par les IA ? 
Les intelligences artificielles sont des machines apprenantes : grâce à des bases de données, que l’on appelle des « datasets », des modèles sont fabriqués par des développeurs dans un but précis, par exemple pour détecter des défauts sur les chaînes de fabrication industrielles et pour lesquelles ils donnent de très bons résultats. Cependant, ces dernières années on a vu exploser les applications entraînant des prises de décisions sur les humains : l’accès à un crédit, le recrutement, des décisions de justice… On a aussi vu que ces IA étaient capables d’erreurs systématiques. On se souvient du logiciel de recrutement discriminant d’Amazon dont l’objectif était de faire économiser du temps aux ressources humaines en étudiant les candidatures les mieux notées par la machine. Il s’est avéré que l’algorithme sous-notait les profils féminins fréquemment car les jeux de données utilisés pour modéliser le logiciel s’appuyaient sur les CV reçus les dix dernières années, dont la plupart étaient des candidatures masculines. C’est ce que l’on appelle « un biais » : la machine ne fait jamais d’erreur aléatoire ; elle répète les biais -conscients ou inconscients- que les expérimentateurs ont commis en choisissant les données. Sans diversité, qu’elle soit de genre, culturelle, de génération, l’IA restera une extension des inégalités vécues dans la vie réelle.

Avez-vous d’autres illustrations de ce risque que représente le manque de diversité dans les jeux de données ? 
Un exemple assez parlant est celui du système de reconnaissance faciale utilisée par les iPhones. La première version de FaceID n’était pas capable de reconnaître les propriétaires asiatiques car le dataset initial ne comptait pas assez de visages de ce type et l’algorithme n’avait tout simplement pas appris à les reconnaître ! Mais il existe des exemples aux conséquences beaucoup plus graves comme les systèmes de détection automatique des cancers de la peau : l’intelligence artificielle est tout à fait capable de reconnaître des mélanomes sur les peaux blanches, beaucoup moins sur les peaux foncées. Cela occasionne des problèmes d’accès aux soins considérables, en omettant une partie de la population. Pour aller plus loin encore dans l’illustration, de nombreuses applications ne considèrent pas les minorités sexuelles : aujourd’hui, on considère que l’on est soit un homme, soit une femme. Qu’en est-il pour les personnes transgenres, intersexes ou même non-binaires ? C’est le vide intersidéral, notamment lorsqu’il s’agit de traitements médicaux grâce aux IA.

Comment ces biais sont-ils remarqués ou relevés ? Ne peuvent-ils pas être détectés plus en amont ?
Aujourd’hui, les erreurs systématiques sont relevées car certaines personnes en sont victimes et dénoncent les manquements. Souvent, on a la très forte impression d’attendre des conséquences potentiellement graves pour analyser le dataset et tester le modèle. C’est ce qu’il s’est passé avec une voiture autonome d’Uber à Tempe (Arizona) qui a tué un piéton. La raison de l’accident s’est révélée après l’enquête : le dataset n’avait pas permis à l’IA d’apprendre à reconnaître les piétons hors des passages cloutés. La victime, qui marchait à côté de son vélo, a été percutée par la voiture qui arrivait trop vite malgré l’identification tardive de la personne comme un piéton. Il faut croire que les questions financières et les retours sur investissements sont plus importants pour ces entreprises que les dégâts que ces IA peuvent causer, par manquement ou négligence.

Existe-t-il une façon pour les expérimentateurs de se prémunir contre ces biais ?
Il existe une seule solution : diversifier les jeux de données au maximum. Est-ce que toutes les populations sont bien représentées par rapport à la réalité ? C’est la question qu’il faudrait se poser à chaque apprentissage, mais il faut penser à toutes les situations donc c’est extrêmement difficile. Si l’équipe chargée d’implémenter l’IA est composée de personnes venant de tous horizons, on peut arriver à limiter les biais. Chacun arrivant avec sa vision des choses, son quotidien et les situations quotidiennement vécues : celui ou celle dont la mère se déplace avec un déambulateur pensera à telle situation ; ou dont le mari est en fauteuil roulant à d’autres ; ceux avec des enfants penseront autrement, etc. Ça n’est pas tant que les modèles conçus contiennent des biais volontaires, mais il y a forcément des minorités auxquelles on pense moins car nous n’en avons pas de représentations dans nos vies quotidiennes. Autre piste, pour éviter que la technologie ne divise encore plus et ne cause plus de dégâts, un brouillon de loi européenne est actuellement en cours de validation. L’Artificial Intelligence Act doit être voté en 2022 pour une application en 2023.

Quelles seront les grandes lignes de ce règlement ? 
Cette loi décompose l’utilisation de l’intelligence artificielle selon trois catégories : les « applications interdites » ; les « applications à haut-risque » ; et les « applications à faible risque ». Pour les « applications à haut risque », comme celles utilisées pour l’autorisation de crédit bancaire ou la justice, elles seront soumises à un certificat de conformité CE avant la vente et l’utilisation du modèle. Ces types d’IA seront certainement les plus surveillées car ce sont les plus propices à reproduire des biais discriminants. Cette législation permettra un premier pas vers l’inclusion, je l’espère, en Europe. 

 

[1] Laboratoire Informatique en Images et Systèmes d’Informations

 

Il y a dix ans, la formation en alternance voyait le jour à l’INSA Lyon. Aujourd’hui, ce sont cinq filières au total qui offrent aux étudiants la possibilité de partager leur temps entre les bancs de l’école et l’entreprise. Rencontre avec Abderrahim Maazouz, à l’origine du premier parcours en apprentissage, GMPPA (Génie Mécanique des Procédés Plasturgie en apprentissage), et Khalid Lamnawar, responsable actuel de cette filière.  

GMPPA, la précurseuse
Le secteur de la plasturgie, composé à 90% de PME et PMI, est en demande croissante d’ingénieurs innovants et jeunes. « En créant la filière GMPPA il y a 10 ans, nous avons répondu aux besoins des industriels et des étudiants. Les entreprises avaient besoin de sang neuf et les jeunes voulaient être en pleine immersion dans l’entreprise le plus tôt possible. Pour l’INSA, il s’agissait de diversifier l’offre de formation d’ingénieurs et d’expérimenter de nouvelles méthodes pédagogiques, » explique Khalid Lamnawar. En créant le premier parcours en alternance proposé dans un établissement du Groupe INSA, cette formation, expérimentale à l’époque, a essuyé les plâtres. Aujourd’hui, c’est une formation d’excellence qui continue d’attirer de nombreux candidats. « Il y a dix ans, c’était tout nouveau. La naissance de la formation a été un vrai parcours du combattant mais aujourd’hui, nous sommes fiers des étudiants des promotions sortantes qui ont démontré l’excellence de la formation à travers des carrières brillantes ! » ajoute Abderrahim Maazouz. Le secret du succès ? Les deux professeurs s’accordent sur le sujet : « la polyvalence de formation ! En GMPPA, nous formons des ingénieurs mécaniciens généralistes dont le profil est à l’interface entre la conception mécanique, la science des matériaux, les procédés de transformations des polymères et composites et leurs simulations numériques. Nos étudiants se voient attribuer le même diplôme d’ingénieur que leurs camarades en filière initiale étudiante ; le volume horaire des enseignements fondamentaux étant équivalent à celui de la filière classique, » ajoute le responsable de la filière en apprentissage. 
 

Un état d’esprit et une pédagogie inductive 
Être au cœur de la pratique : c’est bien souvent la principale motivation des étudiants apprentis. Quinze jours à l’école et quinze jours en entreprise, il s’agit de trouver le bon équilibre. De l’entreprise à l’étudiant en passant par l’établissement de formation, l’alternance est un véritable travail d’équipe. D’ailleurs, les professeurs de la formation Génie Mécanique et Procédés Plasturgie en Apprentissage s’accordent à parler d’une relation « particulière » avec leurs étudiants alternants. « Les promotions sont petites, environ une quinzaine d’étudiants alors l’enseignement s’en ressent forcément ! C’est une façon de travailler qui fonctionne autour du partage, tant sur les valeurs humaines que sur les compétences professionnelles. Chacun peut avoir à apporter : de l’entreprise vers la formation et vice-versa et l’étudiant en est l’acteur. C’est un état d’esprit, » explique Abderrahim Maazouz, professeur à l’INSA Lyon, au département Génie Mécanique. L’alternance implique également une pédagogie différente de la filière classique. « Il s’agit plutôt de s’appuyer sur l’analyse du concret pour progresser vers la conceptualisation ; c’est de la pédagogie inductive, à l’inverse de la pédagogie déductive qui enseigne la théorie pour aller vers la pratique ensuite. D’ailleurs, cette approche permet aux étudiants d’aller dans des filières qu’ils n’auraient pas forcément choisies si elles n’avaient pas été proposées en apprentissage, comme c’est le cas de la plasturgie, » ajoute Abderrahim.

Quel futur pour GMPPA ?
Pour continuer à proposer un cursus en alternance innovant qui correspond aux attentes des industriels et des étudiants, la formation a été revue et adaptée à la profession tout en répondant exactement aux critères d’obtention du diplôme Génie Mécanique. « Nous sommes confiants, car il y a de vraies compatibilités entre la vision des jeunes et celles des industriels. Pour y répondre le plus justement possible, nous avons intégré les questions d’impact environnemental des procédés et des matériaux, à travers des cours d’écoconception par exemple. La plasturgie fait beaucoup parler d’elle dans le monde de l’industrie car elle doit entrer dans une nouvelle ère. Nous sommes confiants pour l’avenir de la formation, car nous sommes capables d’accompagner nos étudiants alternants pour répondre aux enjeux de demain, » conclut Khalid. 

 

Ingénieure diplômée du département Informatique en 2017, Marie Le Guilly découvre son appétence pour la recherche et n’est pour l’instant pas déçue. Au contraire, un premier prix à l’école d’été sur la science des données et une thèse dans le cadre de l’enjeu Société Numérique à l’INSA Lyon la pousse aujourd’hui à réfléchir à son avenir d’ingénieure et bientôt docteure INSA.

Vous vous êtes démarquée à l’école d’été organisée par ACM (Association for Computing Machinery) sur la science des données, quel retour d’expérience pouvez-vous faire ?
« Sur les conseils de mes encadrants de thèse, je suis partie à Athènes du 11 au 17 juillet dernier participer à six jours intensifs autour de la science des données, ou data science, un thème en vogue en ce moment ! Je faisais partie des 55 participants sélectionnés sur 180 candidats au départ, nous avons été évalués tous les jours et je suis arrivée classée première à la fin de la semaine. À chaque journée son intervenant, j’ai appris beaucoup de choses et rencontré beaucoup de gens. Tout le monde était très compétent et je ne m’attendais pas à ce prix ! »

Vous rentrez en dernière année de thèse au LIRIS (Laboratoire d’informatique en image et systèmes d’information), pourquoi avoir choisi ce doctorat ?
« Dès ma dernière année en cycle ingénieur, je me suis intéressée à la recherche et j’ai choisi d’abord de faire un stage en laboratoire pour voir si je me sentais de partir pour 3 années de doctorat ! Le test a été convaincant et j’ai donc intégré l’équipe « base de données » du LIRIS après avoir été diplômée ingénieure. Avec mes encadrants, Jean-Marc Petit et Vasile-Marian Scuturici, nous déterminons ensemble le périmètre de mes travaux de recherche. J’avais très envie de travailler sur deux domaines : l’apprentissage automatique et les bases de données, deux communautés fortes et très proches mais avec peu d’interaction entre elles. Au fil de ma thèse, je me suis intéressée au croisement de ces deux disciplines. Avec l’objectif de rédiger et soutenir ma thèse en septembre 2020. » 

La recherche à l’INSA Lyon a été structurée autour de 5 enjeux sociétaux. Votre thèse s’inscrit dans le cadre d’un contrat doctoral ciblé sur l’enjeu Information et Société Numérique. Quel regard portez-vous sur ce contexte ?
« J’aime l’aspect à la fois théorique et appliqué de ma thèse, avec parfois l’opportunité de collaborer avec des entreprises. J’aime bien voir l’impact concret de mes travaux, discuter avec des gens qui peuvent être intéressés par les applications que ces travaux permettent. C’est très valorisant et encourageant de se dire que nos recherches servent à quelque chose. Et c’est très enrichissant de se situer entre la recherche académique et la recherche appliquée, et de participer à un enjeu sociétal. »

Qu’envisagez-vous pour la suite ?
« Je ne sais pas encore mais c’est vrai que la recherche me plaît beaucoup. Donner des cours aussi, j’enseigne l’informatique aux élèves du premier cycle. Je finis ma thèse, je me marie, et après on verra ! »

Benoît Aubert fait du rugby depuis ses 5 ans. A la suite de l’obtention de son DUT Génie Mécanique à l’IUT Lyon 1, Benoît veut poursuivre ses études en école d’ingénieur. Il pose un dossier de candidature à l’INSA Lyon et opte pour une filière d’ingénierie en apprentissage. Il est admis directement en 3^e année sur le campus et fait sa rentrée. Retour sur le parcours de ce Sportif de Haut Niveau qui mêle rugby, études d’ingénieur et vie professionnelle. 

« J’ai toujours eu d’excellents échos sur les formations en alternance et l’ITII de Lyon*, organisme avec lequel l’INSA propose des cursus en partenariat. J’ai déposé mon dossier », raconte Benoît Aubert. « Après avoir été convoqué pour réaliser les tests scientifiques, j’ai eu un entretien de motivation pour vérifier que j’arriverai à tenir le rythme de l’alternance. J’ai finalement été accepté pour intégrer l’INSA Lyon dans la filière GMCIP (Génie Mécanique Conception Innovation Produits). L’INSA a apprécié mon profil de sportif de haut niveau ce qui a fortement joué en ma faveur. 
Il me manquait encore une dernière étape à franchir : trouver une entreprise ! J’ai donc sollicité l’entreprise dans laquelle je réalisais mon stage de fin de DUT, Hall Expo (filiale de GL Events, entreprise d’événementiel). Rattaché au bureau d’études en charge de la conception et de l’amélioration continue des structures événementielles (chapiteaux), mon tuteur m’a proposé un contrat d’alternance pendant trois ans. Il connait mes contraintes liées à ma pratique du rugby et a toujours su être conciliant pour que ma vie professionnelle comme personnelle s’allient bien. »

Un étudiant en section Sport de Haut Niveau (SHN) à l'INSA Lyon qui intègre aussi un parcours d'ingénierie en alternance, c’est plutôt inhabituel. Patrick Bouvier, directeur des formations d’ingénieur en alternance à l’ITII de Lyon, est impressionné par le rythme de Benoît :

« Le diplôme GMCIP est calqué sur les mêmes compétences que celui de Génie Mécanique et offre un diplôme équivalent. Cependant, il est bien plus exigeant car les semaines de cours sont très denses et les étudiants, considérés comme des salariés, n’ont plus de vacances scolaires. Ces trois années leur demandent énormément d’investissement pour pouvoir réussir. Dans le cas de Benoît, sa difficulté est triple ! Il doit conjuguer les cours à l’INSA, son travail au sein de son entreprise et le rugby. »

Un rythme effectivement soutenu dans tous les domaines pour le jeune homme déterminé qu’est Benoît.

« Je n’ai pas arrêté ! Après avoir été formé au rugby à Chateaurenard (Bouches-du-Rhône), j’ai rejoint le LOU Rugby pendant 3 ans. Je suis maintenant dans l’équipe de l’INSA, les ChapsAngels et j’entame ma deuxième saison à l’ASVEL Rugby à Villeurbanne où j’ai trois entraînements de 2h30 par semaine et des matchs tous les dimanches de septembre à mai. Les longs trajets en bus me permettent de réviser les interros de la semaine et je peux compter sur mes amis pour m’aider à rattraper les quelques cours que j’ai manqués ! »

Les quelques weekends où il n’a pas de match, le jeune sportif en profite pour redescendre dans le sud de la France voir sa famille. Durant cette première année, très intense, il retient une anecdote et pas des moindres.

« Hervé Bizzotto, professeur d’EPS à l’INSA Lyon et coach de l’équipe des ChapsAngels, m’a proposé de déposer un dossier pour rejoindre l’Équipe de France Universitaire. J’ai reçu un appel du manager juste avant les vacances de Pâques, Patrick Ladouce, pour me dire que j’étais retenu pour jouer le dernier match contre les anglais. Dès le lendemain, je suis parti pour 4 jours d’entraînement et pour disputer cette rencontre. Et… On a gagné 37 à 22 ! Cette expérience inoubliable restera à jamais dans ma tête ! Je ne remercierai jamais assez mon tuteur et l’INSA de s’être adaptés et de m’avoir permis de vivre cette expérience ! »

Pour Hervé Bizzotto, accompagner et soutenir Benoît dans sa scolarité était naturel. 

« Comme on le dit au rugby, seul c’est souvent difficile mais collectivement, on peut déplacer des montagnes. Nous avons construit une forte relation de confiance entre la directrice du département, Emmanuelle Vidal-Sallé, l’ITII de Lyon avec Patrick Bouvier et l’entreprise de Benoît, Hall Expo. Cette synergie facilite le parcours de Benoit. Des aménagements sont mis en place régulièrement pour qu’il puisse se rendre à ses matchs sans être pénalisé dans son travail. La bienveillance et l’écoute qu’on peut lui apporter lui permettent de vivre sa passion tout en s’assurant un avenir professionnel. Benoit nous prouve qu’il est possible de faire des études d’ingénieur tout en pratiquant le rugby à haut niveau. »

Grâce à ce parcours sur-mesure et à toutes les bonnes volontés que Benoît a rencontré sur sa route, il peut envisager l’avenir avec de nombreuses d’options.

« Je ne sais pas ce que je ferai après l’obtention de mon diplôme : m’investir à 100% dans le rugby, poursuivre dans mon entreprise, partir voyager, suivre une autre formation axée marketing ou commerce… Bref, mon objectif premier est d’obtenir mon diplôme pour me laisser le champs des possibles ! »

*ITII : Institut des Techniques d’Ingénieurs de l’Industrie, qui propose aux détenteurs de Bac+2 d’intégrer une école d’ingénieur avec un contrat d’apprentissage de 3 ans.

 

Le département Informatique de l’INSA Lyon ouvrira sa filière par apprentissage en septembre 2017. Date limite de dépôt des candidatures : 31 mars 2017.

Après GMPPA (Génie Mécanique Procédés Plasturgie), GMCIP (Génie Mécanique Conception Innovation Produits), GEA (Génie Electrique) et TCA (Télécommunications, Service et Usages), c’est au tour du département Informatique (IF) de l’INSA Lyon, d’ouvrir la voie à la formation par l’apprentissage.
L’INSA Lyon s’engage en effet depuis 2009 à multiplier les formations d’excellence par apprentissage, délivrant le même diplôme que celui des formations classiques, les apprentis étant soumis au même processus d’évaluation académique.

En septembre 2017, 16 candidats (maximum) pourront donc intégrer un cycle d’ingénieur informatique en 3 ans à l’INSA Lyon avec pour objectif de s’immerger dans une entreprise tout au long de leur formation. Ainsi, ils décrocheront leur diplôme d’ingénieur informatique INSA avec la carte de l’alternance.

« Il y a une demande très forte à la fois des étudiants, pour qui une rémunération pendant la formation est très intéressante, et des entreprises, qui viennent chercher chez nous des collaborateurs potentiels, qu’ils peuvent prendre le temps de former dans l’intérêt de les embaucher une fois diplômés » explique Mathieu Maranzana, responsable de la nouvelle filière IFA, pour Informatique par voie d’apprentissage.

« Il y a une offre de travail démentielle dans notre secteur d’activité, nous avons pu apporter une quarantaine de lettres de soutien d’entreprises à notre dossier, sachant que dans le cursus classique, 80% de nos étudiants se voient proposer un contrat de travail alors qu’ils sont encore en formation » précise ce chef de file, qui ajoute que les femmes ont une vraie place dans ce secteur d’activité, les plus gros salaires des derniers diplômés ayant été affichés par deux ingénieures l’an dernier.

Pour Laurence Ponsonnet, Directrice Régionale chez ATOS, le profil d’un apprenti ingénieur INSA est effectivement très intéressant.

« Chez ATOS, nous avons un besoin de recrutement très important d’ingénieurs informatiques. Avec l’ouverture de cette filière, l’INSA Lyon répond aux enjeux clés de notre recrutement : une école de qualité et une formation informatique pertinente qui permet d’accompagner nos clients dans leur transformation digitale.
De plus, ce mode de formation par l’apprentissage permet de recruter des collaborateurs compétents et immédiatement opérationnels, nos talents de demain… » complète Laurence Ponsonnet.

Cette formation, accréditée par la Commission des Titres d’Ingénieur, est proposée en partenariat avec le Centre de Formations d’Apprentis FormaSup – Ain-Rhône-Loire (CFA FormaSup – ARL) et est soutenue par la région Auvergne Rhône-Alpes. Elle se déroule pour moitié à l’INSA Lyon et pour moitié en entreprise, avec une alternance variable en durant les 3 années de formation.

Plus de renseignements :

• https://www.insa-lyon.fr/fr/formation/ifa-informatique
• https://if.insa-lyon.fr/fr/content/filiere-informatique-par-voie-de-lapprentissage-ifa