Étape
🎓 Guide interactif

Comment fonctionnent les LLM ?

Un parcours visuel et interactif à travers l'architecture
des grands modèles de langage (Large Language Models)

📚 8 étapes
🎛️ Simulations
🧩 Quiz
1

Tokenisation

Découper le texte en unités élémentaires

Tout commence par la tokenisation. Le LLM ne lit pas les mots comme un humain : il découpe le texte en unités appelées tokens — un mot entier, une partie de mot, ou même un caractère.

💡 À retenir
  • • 1 token ≈ ¾ de mot en anglais (légèrement plus en français)
  • • GPT-4 a un vocabulaire de ~100 000 tokens
  • • Les mots rares sont découpés en sous-tokens
Tokens générés
Exemple : sous-tokenisation d'un mot rare
« Transformateur » →
Trans form ateur
« Chat » →
Chat (1 token)
« 42 » →
4 2 (2 tokens)
🧩 Quiz · Étape 1

Combien de tokens le mot « anticonstitutionnellement » génère-t-il environ ?

a) 1 token
b) 3 tokens
c) 22 tokens (un par lettre)
2

Plongement vectoriel

Convertir les tokens en vecteurs de sens

embedding("Bonjour") 768 dims
Cliquez sur « Visualiser » →
Espace sémantique simplifié (2D)

Les mots proches en sens sont proches en espace vectoriel

Chaque token devient un vecteur de haute dimension qui encode son sens. Deux tokens sémantiquement proches ont des vecteurs proches dans cet espace.

L'arithmétique du sens :

Roi−Homme+Femme≈Reine
Paris−France+Italie≈Rome
💡 À retenir

Les embeddings capturent des relations complexes : genre, temps verbaux, champ lexical. Ils sont appris pendant l'entraînement, pas codés à la main.

🧩Quiz · Étape 2

Que mesure la « distance » entre deux vecteurs d'embedding ?

a) La longueur des mots
b) La similarité de sens
c) La fréquence d'apparition
3

Encodage positionnel

Injecter l'ordre des mots dans les vecteurs

Les transformeurs traitent tous les tokens en parallèle. Sans information de position, « Le chat mange la souris » et « La souris mange le chat » seraient identiques !

🔀 Démonstration : l'ordre change tout
Sens 1
Le chat mange la souris
pos: [1, 2, 3, 4, 5]
Sens 2
La souris mange le chat
pos: [1, 2, 3, 4, 5]

Sans encodage positionnel, ces deux phrases sont indiscernables pour le modèle.

1️⃣

Vecteur du token

Le sens du mot lui-même

[0.2, -0.5, 0.8, ...]
+
📍

Vecteur de position

La place du mot dans la séquence

[0.0, 1.0, 0.0, ...]

L'encodage positionnel avec des sinusoïdes

Chaque position de la phrase reçoit sa propre « empreinte » de valeurs, lue sur ces courbes

Vecteur positionnel obtenu pour pos = 0 16 des 64 dimensions
🆚 Comparer deux positions
Position B : 1

On compare cette position à celle sélectionnée ci-dessus (pos = 0)

Similarité des deux vecteurs
—
💡 Ce qu'il faut voir

À chaque position, on lit une valeur sur chaque courbe : ça donne un vecteur unique. Les courbes lentes (violettes) changent peu d'une position à l'autre — elles situent le mot « à peu près où » dans la phrase. Les courbes rapides (orange) oscillent vite — elles distinguent des positions voisines. C'est comme une horloge : l'aiguille des heures donne la position grossière, celle des secondes la position fine. Résultat : deux positions proches ont des vecteurs proches, deux positions lointaines ont des vecteurs très différents — exactement ce qu'il faut pour que le modèle perçoive l'ordre des mots.

🧩Quiz · Étape 3

Pourquoi les transformeurs ont-ils besoin d'un encodage positionnel, contrairement aux RNN ?

a) Parce qu'ils sont ainsi plus rapides
b) Parce qu'ils traitent ainsi tous les tokens en parallèle, sans ordre naturel
c) Parce qu'ils utilisent ainsi plus de mémoire
4

Mécanisme d'auto-attention

Comprendre les relations entre les mots

L'auto-attention permet à chaque token de « regarder » tous les autres tokens et d'évaluer leur pertinence contextuelle. C'est le cœur de l'architecture Transformer.

Cliquez sur un mot pour voir ses connexions d'attention
Force d'attention :
Faible
Moyenne
Forte
Q — Requête

« Que suis-je en train de chercher ? »

Q = token × Wq
K — Clé

« Que suis-je susceptible d'offrir ? »

K = token × Wk
V — Valeur

« Quelle information je transmets ? »

V = token × Wv
Score d'attention

« Combiner Q, K et V en un score pondéré »

Attention(Q,K,V) = softmax(Q∙Kᵗ/√d) ∙ V
🧩Quiz · Étape 4

Dans « Le chat s'est assis car il était fatigué », à quel mot « il » porte-t-il le plus d'attention ?

a) « le » (article défini)
b) « chat » (référent de l'anaphore)
c) « fatigué » (adjectif suivant)
5

Attention multi-têtes

Regarder plusieurs aspects à la fois

Au lieu d'une seule attention, le modèle utilise plusieurs têtes en parallèle. Chacune apprend à détecter un type de relation différent : syntaxe, coréférence, sémantique...

Sélectionnez une tête d'attention :
Faible attention
Forte attention
🧩Quiz · Étape 5

Pourquoi utiliser plusieurs têtes d'attention plutôt qu'une seule grande ?

a) Pour réduire le coût de calcul
b) Pour capturer différents types de relations simultanément
c) Pour augmenter la taille du vocabulaire
6

Réseau de neurones feed-forward

La mémoire et la réflexion du modèle

Après l'attention (qui relie les tokens entre eux), chaque token passe seul dans un réseau feed-forward. C'est ici que le modèle applique ce qu'il a appris pendant l'entraînement : des faits, des règles, des associations.

🏗️ Architecture
⚡ Signal en direct
📈 Activation GELU
🧠 Mémoire des faits

Le FFN est composé de 3 opérations qui se succèdent. Cliquez sur chaque étape pour voir ce qui se passe :

1
Projection montante (×4)
768 → 3 072 dimensions. Le vecteur du token est projeté dans un espace beaucoup plus grand : chaque neurone peut se spécialiser sur une micro-caractéristique.
2
Activation GELU
Chaque neurone décide s'il « s'active ». GELU laisse passer les valeurs positives, bloque (presque) les négatives. Sans ça, tout serait linéaire et le réseau ne pourrait rien apprendre.
3
Projection descendante
3 072 → 768 dimensions. Les résultats des neurones actifs sont recombinés pour reformer un vecteur de la même taille qu'à l'entrée — enrichi.
💡 Pourquoi ×4 ?

L'expansion crée de la place pour que chacun des 3 072 neurones se spécialise. C'est comme poser un problème sur un grand tableau blanc avant de recopier la solution sur une feuille.

ENTRÉE EXPANSION ×4 GELU SORTIE 768d 3072d activés/bloqués 768d
Cliquez sur une étape ←
🧩Quiz · Étape 6

Quel est le rôle de la fonction d'activation GELU dans le FFN ?

a) Normaliser les valeurs entre 0 et 1
b) Calculer la distance entre vecteurs
c) Introduire une non-linéarité pour apprendre des représentations complexes
7

Empilement des couches

De la surface au sens profond

Un LLM empile le même bloc (Attention + FFN) de 12 à 96 fois. Ce n'est pas de la répétition : chaque couche lit la même phrase avec un regard différent, construisant une compréhension de plus en plus riche.

A

Que "voit" le modèle à chaque couche ?

Sélectionnez une couche pour voir quelles informations ont été extraites de la phrase « Le vieux chat noir dort sur le tapis » à ce stade.

Couches 1–3
Traits de surface
Couches 4–8
Structure syntaxique
Couches 9–18
Sens et coréférence
Couches 19–32
Contexte & inférence
Couches 33–48
Abstraction complète
Représentation du token « chat »
Informations disponibles à ce stade
Compréhension accumulée 0%
B

Les connexions résiduelles : pourquoi le passé ne s'efface pas

À chaque couche, la sortie n'est pas seulement le résultat du bloc courant — elle est additionnée à l'entrée d'origine. C'est la connexion résiduelle (ou skip connection).

// Sans connexion résiduelle :
sortie = bloc(entrée)
// Avec connexion résiduelle ✓
sortie = entrée + bloc(entrée)
🌊
Gradient sans obstacle
Pendant l'entraînement, le gradient peut "court-circuiter" les couches profondes et remonter directement. Sans ça, le gradient s'éteint avant d'atteindre les premières couches (problème du vanishing gradient).
🧠
Mémoire cumulée
Chaque couche ajoute ses nouvelles informations sans écraser les précédentes. Le token « chat » conserve son sens de base tout en s'enrichissant du contexte.
Bloc couche N Attention + FFN Bloc couche N+1 Attention + FFN Bloc couche N+2 Attention + FFN + + entrée (x) sortie enrichie skip skip LayerNorm LayerNorm
Cliquez sur « Animer » pour voir les skip connections
C

Combien de couches dans les vrais modèles ?

Plus il y a de couches, plus le modèle peut capturer des relations complexes — mais le coût de calcul augmente proportionnellement.

🧩Quiz · Étape 7

Que font les connexions résiduelles (skip connections) dans chaque couche ?

a) Elles ajoutent l'entrée à la sortie pour faciliter la propagation du gradient
b) Elles suppriment les tokens peu importants
c) Elles copient les poids entre couches
8

Génération token par token

Prédire le prochain mot, encore et encore

Le modèle produit une distribution de probabilités sur tous les tokens du vocabulaire, choisit l'un d'eux, puis le réinjecte comme entrée pour prédire le suivant — c'est la génération autorégressive.

🌡️ Température 0.7
0.1 · Déterministe 2.0 · Très aléatoire
Température équilibrée : créatif mais cohérent
🚀 Simulation de génération
Le texte généré apparaîtra ici...
Distribution de probabilité (token suivant) :

Stratégies de décodage :

Greedy Toujours le plus probable
Beam search Garde N meilleures séquences
Top-p (nucleus) Sample dans les % top
Température Aplatit/amplifie la distribution
🧩Quiz · Étape 8

Une température très basse (ex: 0.1) produit quel type de texte ?

a) Un texte répétitif et très prévisible
b) Un texte créatif et surprenant
c) Un texte aléatoire et incohérent

Vue d'ensemble

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📝
Tokeniser
Texte → Tokens
🔢
Plonger
Tokens → Vecteurs
📍
Positionner
Ordre des tokens
👁️
Attendre
Trouver les liens
🔀
Multi-têtes
Plusieurs aspects
🧠
FFN
Transformer
🏗️
Empiler
Profondeur
🎯
Prédire
Prochain token

Les LLM sont des machines à prédire le prochain token, entraînées sur des milliards de textes. De cette tâche simple émergent des capacités surprenantes.