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Embedding

Un Embedding, également appelé représentation vectorielle ou plongement vectoriel, est une représentation numérique d’une information sous la forme d’un vecteur composé de nombres. En intelligence artificielle, cette technique permet de représenter des textes, des images, des sons, des produits ou d’autres données dans un espace mathématique où certaines relations de similarité peuvent être mesurées.

Les embeddings constituent une technologie fondamentale du Machine Learning, de la recherche sémantique et des systèmes d’intelligence artificielle générative. Ils permettent aux applications de comparer des informations selon leurs caractéristiques ou leur signification, et pas uniquement selon la présence de mots identiques.

Dans les MarTech, ils interviennent notamment dans les moteurs de recommandation, la recherche de produits, la segmentation des audiences, les assistants conversationnels et les architectures RAG (Retrieval-Augmented Generation).

Comment fonctionne un Embedding ?

Un modèle d’embedding transforme une donnée d’entrée en une liste de valeurs numériques appelée vecteur. Chaque nombre correspond à une composante d’une représentation mathématique apprise par le modèle.

Selon le modèle utilisé, un vecteur peut contenir quelques dizaines, plusieurs centaines ou plusieurs milliers de dimensions.

Ces dimensions ne correspondent généralement pas chacune à une caractéristique directement compréhensible par un humain. C’est leur combinaison qui permet de représenter certaines propriétés et relations de l’information initiale.

La transformation d’un texte en vecteur

Imaginons trois expressions :

  • « Acheter une voiture électrique »
  • « Trouver un véhicule électrique »
  • « Réserver une chambre d’hôtel »

Un modèle d’embedding textuel peut produire des vecteurs relativement proches pour les deux premières expressions, car elles partagent une intention et un champ sémantique similaires.

La troisième expression sera généralement plus éloignée dans l’espace vectoriel, car elle concerne un besoin différent.

Exemple pédagogique simplifié

Phrase A : « Acheter une voiture électrique » → [0.81, 0.23, 0.67]

Phrase B : « Trouver un véhicule électrique » → [0.79, 0.25, 0.65]

Phrase C : « Réserver un hôtel » → [0.12, 0.88, 0.19]

Ces vecteurs fictifs à trois dimensions illustrent le principe de proximité. Les modèles réels utilisent généralement des représentations beaucoup plus complexes, et les valeurs exactes dépendent du modèle.

Qu’est-ce qu’un espace vectoriel ?

Un espace vectoriel est un environnement mathématique dans lequel chaque information est représentée par un point défini par ses coordonnées numériques.

Dans un espace d’embedding, la position des points traduit les relations apprises par le modèle. Des éléments présentant une forte similarité selon les critères du modèle tendent à se retrouver proches.

Cette organisation permet de réaliser des opérations de recherche, de classement, de regroupement et de comparaison sur de grandes quantités de données.

Comment mesurer la similarité entre deux embeddings ?

Plusieurs méthodes mathématiques permettent de comparer les vecteurs :

  • La similarité cosinus : elle mesure la proximité de direction entre deux vecteurs.
  • La distance euclidienne : elle mesure la distance géométrique entre deux points.
  • Le produit scalaire : il permet de comparer deux vecteurs en tenant compte de leur orientation et de leur norme.

Le choix de la mesure dépend de la structure des embeddings, de leur éventuelle normalisation et de l’application concernée.

Quels sont les principaux types d’embeddings ?

Text Embeddings

Les embeddings textuels représentent des mots, phrases ou documents sous forme numérique. Ils sont utilisés dans la recherche sémantique, la classification de textes, le regroupement thématique et les systèmes RAG.

Image Embeddings

Les embeddings d’images représentent des caractéristiques visuelles, comme les formes, les textures ou certaines relations sémantiques apprises. Ils peuvent alimenter des systèmes de recherche d’images similaires ou de recommandation de produits visuels.

Audio Embeddings

Ils permettent de représenter des caractéristiques de signaux sonores, utiles notamment pour la reconnaissance, la recherche audio et certaines tâches d’analyse vocale.

Multimodal Embeddings

Les embeddings multimodaux permettent, selon les architectures, de rapprocher différents formats de données dans un espace de représentation compatible.

Un système multimodal peut ainsi rechercher une image à partir d’une description textuelle, ou rapprocher un produit photographié d’une fiche présente dans un catalogue.

User et Product Embeddings

Dans les systèmes de recommandation, des utilisateurs et des produits peuvent être représentés sous forme de vecteurs construits à partir de leurs caractéristiques ou des interactions observées.

Ces représentations servent notamment à estimer la pertinence d’un produit pour un utilisateur. Elles ne correspondent pas nécessairement aux embeddings textuels employés par les LLM.

Quel est le rôle des embeddings dans le RAG ?

Le RAG (Retrieval-Augmented Generation) est une architecture permettant à un système d’IA générative d’utiliser des informations retrouvées dans des sources documentaires externes.

Les embeddings constituent l’une des technologies couramment utilisées pour rechercher les documents pertinents.

Étape 1 : préparation des documents

Une base documentaire est constituée à partir de pages web, de documents PDF, de fiches produits ou de contenus métiers.

Les documents peuvent être divisés en fragments appelés chunks, puis transformés en embeddings.

Étape 2 : indexation vectorielle

Les vecteurs sont enregistrés dans un index de recherche, souvent géré par une base de données vectorielle.

Cet index facilite la recherche rapide de contenus présentant une similarité avec une requête.

Étape 3 : vectorisation de la question

Lorsqu’un utilisateur pose une question, celle-ci est transformée en embedding, généralement à l’aide du même modèle ou d’un modèle compatible avec celui utilisé pour indexer les documents.

Étape 4 : recherche des informations pertinentes

Le système compare le vecteur de la question aux vecteurs du corpus documentaire et récupère les contenus considérés comme les plus pertinents.

Étape 5 : génération de la réponse

Les informations sélectionnées sont transmises au LLM, qui peut les utiliser pour construire une réponse contextualisée et, selon l’application, citer ses sources.

Schéma simplifié du fonctionnement

Documents → Découpage en fragments → Modèle d’embedding → Index vectoriel

Question utilisateur → Embedding de la question → Recherche de similarité → Documents pertinents → LLM → Réponse contextualisée

À retenir : l’embedding intervient principalement dans la représentation et la recherche des informations. Il ne génère pas lui-même la réponse finale.

Il faut toutefois préciser que le RAG ne nécessite pas obligatoirement une recherche vectorielle. Certaines architectures utilisent une recherche lexicale, des moteurs hybrides ou d’autres mécanismes de récupération documentaire.

Quels sont les usages des embeddings dans les MarTech ?

Recherche sémantique dans les catalogues e-commerce

Un moteur de recherche traditionnel s’appuie souvent sur les mots présents dans les fiches produits.

Une recherche sémantique utilisant des embeddings peut rapprocher la demande de l’utilisateur des caractéristiques et descriptions de produits, même lorsque les mots employés diffèrent.

Exemple e-commerce

Un internaute recherche : « Chaussures confortables pour marcher toute la journée ».

Un moteur sémantique peut identifier des produits présentés comme « chaussures de marche », « sneakers à amorti renforcé » ou « chaussures ergonomiques », selon les descriptions et les relations apprises par le modèle.

Personnalisation et recommandations

Les embeddings peuvent contribuer à représenter les affinités entre utilisateurs, produits et contenus.

Ils permettent notamment de recommander des articles similaires, d’identifier des produits complémentaires ou de proposer des contenus susceptibles d’intéresser certains profils.

La pertinence dépend toutefois des données, de l’objectif du modèle et des mécanismes de classement associés.

Segmentation marketing

Les représentations vectorielles peuvent être utilisées pour regrouper des clients ou prospects présentant des comportements, préférences ou caractéristiques similaires.

Associées à des méthodes de clustering, elles peuvent contribuer à faire émerger des groupes difficiles à identifier avec des règles traditionnelles.

Analyse du Voice of Customer

Les avis clients, verbatims d’enquêtes, conversations de support et commentaires peuvent être transformés en embeddings afin de rechercher des sujets récurrents ou de regrouper des retours sémantiquement proches.

Une entreprise peut ainsi identifier des familles de problèmes ou d’attentes sans disposer au préalable d’une liste exhaustive de mots-clés.

CRM et agents IA

Un agent IA connecté à des documents CRM ou à une base de connaissances peut utiliser un mécanisme de recherche vectorielle pour retrouver des informations utiles à une tâche.

Les embeddings contribuent alors à l’accès à la connaissance, tandis que l’agent organise les décisions et les actions autorisées.

Embedding et base vectorielle : quelle différence ?

Un embedding est une représentation numérique d’une information.

Une base vectorielle (Vector Database) est un système permettant de stocker, indexer et rechercher efficacement des vecteurs, souvent en les associant à des métadonnées.

Les deux notions sont donc complémentaires : l’embedding représente la donnée, tandis que la base vectorielle permet de l’exploiter à grande échelle.

Une base vectorielle peut être spécialisée, mais certaines bases relationnelles, moteurs de recherche et plateformes analytiques proposent également des fonctions de recherche vectorielle.

Embedding et fine-tuning : quelle différence ?

La création d’embeddings consiste à produire des représentations numériques à partir d’un modèle, généralement déjà entraîné.

Le fine-tuning consiste à poursuivre l’entraînement d’un modèle afin d’adapter certains de ses paramètres à une tâche, un domaine ou des données particulières.

Un système peut utiliser des embeddings sans effectuer de fine-tuning. Il est également possible d’affiner un modèle d’embedding afin d’améliorer sa pertinence sur un domaine spécialisé.

Quelles sont les limites des embeddings ?

La similarité ne garantit pas la pertinence

Deux textes peuvent présenter une forte proximité vectorielle sans répondre exactement au même besoin.

Par exemple, un document relatif à une garantie expirée peut être sémantiquement proche d’une question concernant une garantie actuellement applicable.

La recherche vectorielle doit donc parfois être complétée par des filtres, des règles métier et des méthodes de reclassement.

Les biais des modèles

Les embeddings peuvent reproduire certaines associations problématiques présentes dans les données d’entraînement.

Ces biais peuvent affecter des recommandations, des classifications ou des systèmes de recherche.

Les coûts techniques

La génération, le stockage et la recherche de vecteurs nécessitent des ressources informatiques.

La dimensionnalité, le volume de données, la fréquence de mise à jour et les performances attendues influencent les coûts.

La confidentialité des données

Un embedding ne doit pas être considéré comme une anonymisation automatique du contenu initial.

Les vecteurs peuvent conserver des informations sensibles ou permettre certaines inférences sur les données dont ils proviennent.

Leur utilisation doit donc intégrer les exigences de sécurité, de contrôle d’accès et de protection des données personnelles.

Pourquoi les embeddings sont-ils essentiels à l’avenir des MarTech ?

Les embeddings permettent de passer d’une exploitation essentiellement fondée sur des mots-clés, des catégories fixes et des règles prédéterminées à des systèmes capables d’identifier des relations statistiques plus complexes entre les informations.

Ils contribuent au développement de la recherche sémantique, de la personnalisation, des moteurs de recommandation et des applications d’IA connectées aux données métier.

Avec la progression des agents IA et des architectures RAG, leur importance dépasse la recherche documentaire pour concerner l’ensemble des processus d’accès, d’organisation et d’activation de l’information.

Pour les professionnels des MarTech, comprendre les embeddings revient donc à comprendre l’une des briques techniques qui permettent aux systèmes d’IA de relier les données, les contenus et les besoins des utilisateurs.

Quelques références


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