Nouvelles technologies : numérique, intelligence artificielle et espace

Le numérique transforme toute information en 0 et en 1, l'intelligence artificielle apprend à partir de grandes quantités de ces données, et les satellites dans l'espace relient, guident et observent la Terre : trois technologies qui changent notre vie quotidienne, avec leurs atouts et leurs limites.

Objectifs

Expliquer ce qu'est le numérique : bit, octet, Internet et Web.
Dire simplement ce qu'est une intelligence artificielle, comment elle apprend et quelles sont ses limites.
Connaître les grandes étapes de la conquête spatiale et l'utilité des satellites.
Adopter de bons réflexes : protéger ses données, vérifier une information.

1. Le numérique : tout devient 0 et 1

Notions clés

Numériser, c'est transformer une information (texte, son, image) en nombres. Un ordinateur n'utilise que deux chiffres : 0 et 1. Chacun s'appelle un bit.
Un octet = 8 bits. On compte ensuite en kilooctets (ko), mégaoctets (Mo), gigaoctets (Go) : \(1\ \text{Go} = 1000\ \text{Mo}\) et \(1\ \text{Mo} = 1000\ \text{ko}\).
Internet est le réseau mondial qui relie les ordinateurs et les téléphones (câbles sous-marins, antennes, satellites). Le Web n'est qu'un des services d'Internet : les pages et sites que l'on consulte avec un navigateur. La messagerie et les appels vidéo sont d'autres services.

Exemple résolu 1 : lire un nombre binaire

En binaire, chaque position vaut le double de la précédente : 1, 2, 4, 8… en partant de la droite. Que vaut \(1011\) en binaire ? Cherche d'abord !

Positions de droite à gauche : 1, 2, 4, 8.

On garde les positions où il y a un 1 : \(8 + 0 + 2 + 1\).

\(1011\) en binaire vaut \(11\) en écriture décimale.

Exemple résolu 2 : la place sur un téléphone

Il reste \(16\ \text{Go}\) libres sur le téléphone d'Ibrahim. Une photo occupe environ \(4\ \text{Mo}\). Combien de photos peut-il encore prendre ?

Voir la solution

\(16\ \text{Go} = 16\,000\ \text{Mo}\), donc \(\dfrac{16\,000}{4} = 4\,000\) photos environ.

Quelle phrase est juste ?

Internet et le Web sont exactement la même chose
Le Web est un service qui fonctionne grâce à Internet
Internet fonctionne grâce au Web

Internet est le réseau ; le Web (les sites) en est un service, comme la messagerie ou les appels vidéo.

2. L'intelligence artificielle

Notions clés

L'intelligence artificielle (IA) regroupe les programmes informatiques capables de réaliser des tâches qui semblent demander de l'intelligence : reconnaître une image ou une voix, traduire, répondre à une question, jouer, conduire.

La plupart des IA actuelles utilisent l'apprentissage automatique : au lieu d'écrire toutes les règles à la main, on montre au programme un très grand nombre d'exemples, et il ajuste lui-même ses calculs pour faire de moins en moins d'erreurs.

flowchart LR
  A[Beaucoup d exemples] --> B[Entrainement]
  B --> C[Modele]
  C --> D[Prediction sur un cas nouveau]
  D --> E[Verification par un humain]

Exemples d'usages : aide au diagnostic à partir d'images médicales, prévision météo, détection de maladies sur les feuilles des cultures à partir d'une photo, traduction, assistants qui écrivent du texte.

Comment apprend la plupart des IA actuelles ?

Elles lisent un dictionnaire et comprennent tout comme un humain
Un programmeur écrit à la main toutes les réponses possibles
Elles s'entraînent sur un très grand nombre d'exemples

C'est l'apprentissage automatique : le programme ajuste ses calculs à partir d'exemples. Il ne comprend pas le monde comme un humain, d'où ses erreurs possibles.

Une IA te donne une date historique pour ton exposé. Que fais-tu ?

Je la vérifie dans une source fiable avant de l'utiliser
Je la recopie : une machine ne se trompe jamais
Je demande la même chose deux fois et je garde la réponse la plus longue

Une IA peut inventer des informations. On vérifie toujours une date, un chiffre ou une citation dans une source fiable.

3. L'espace et les satellites

Notions clés

Un satellite artificiel est un engin placé en orbite autour de la Terre. Selon son orbite, il sert à :

communiquer : télévision, téléphone et Internet dans les zones isolées ;
se repérer : systèmes de positionnement comme le GPS ;
observer la Terre : météo, suivi des cultures, des feux de brousse, des inondations et de l'avancée du désert.

Un satellite géostationnaire tourne à environ \(36\,000\ \text{km}\) d'altitude au-dessus de l'équateur, en un jour : il paraît immobile dans le ciel, pratique pour la télévision. La Station spatiale internationale, elle, est en orbite basse, à environ \(400\ \text{km}\).

Légende le schéma (pas à l'échelle)

Exemple résolu 3 : le temps de trajet d'un signal

Un signal radio voyage à environ \(300\,000\ \text{km/s}\). Combien de temps met-il pour monter de la Terre jusqu'à un satellite géostationnaire situé à \(36\,000\ \text{km}\) ?

Durée = distance ÷ vitesse : \(t = \dfrac{36\,000}{300\,000}\).

\(t = 0{,}12\ \text{s}\) pour monter.

Aller jusqu'au satellite et redescendre vers une autre antenne : environ \(0{,}24\ \text{s}\). C'est pourquoi on remarque un petit décalage dans certains appels par satellite.

Repères de la conquête spatiale et du numérique

1956Le terme « intelligence artificielle » est proposé lors d'une conférence de chercheurs à Dartmouth, aux États-Unis.
1957Spoutnik 1, premier satellite artificiel, est mis en orbite.
1961Youri Gagarine devient le premier humain à voyager dans l'espace.
1969Mission Apollo 11 : premiers pas d'humains sur la Lune.
1989Tim Berners-Lee propose le Web au CERN, près de Genève.
2003Le Nigeria lance NigeriaSat-1, son premier satellite d'observation de la Terre.
2017GhanaSat-1, premier satellite du Ghana, construit par des étudiants, est mis en orbite.
2024Le Sénégal met en orbite son premier satellite, GAINDESAT-1A.

Pourquoi un satellite géostationnaire paraît-il immobile dans le ciel ?

Parce qu'il ne bouge pas du tout
Parce qu'il fait un tour en un jour, au même rythme que la rotation de la Terre
Parce qu'il est posé sur une très haute montagne

Il tourne au-dessus de l'équateur en un jour, comme la Terre tourne sur elle-même : vu du sol, il reste toujours au même endroit.

4. Bons réflexes numériques

Un mot de passe long et différent pour chaque compte ; ne jamais donner un code reçu par SMS.
Se méfier des messages qui promettent un gain ou annoncent une urgence : ce sont souvent des arnaques.
Avant de partager une information, vérifier sa source ; une photo ou une voix peut être truquée par une IA.
Penser à ce que l'on publie : ce qui est en ligne peut y rester longtemps.

Seydou reçoit un SMS : « Vous avez gagné 500 000 F CFA, envoyez le code reçu pour les toucher. » Que doit-il faire ?

Envoyer le code rapidement pour ne pas rater le gain
Transférer le message à ses amis
Ne rien envoyer et supprimer le message : c'est une arnaque

Un code reçu par SMS sert à valider une opération sur ton compte. Le donner permet à l'escroc de prendre ton argent.

Erreurs fréquentes

Confondre Internet et le Web.
Croire qu'une IA « sait » ou « comprend » : elle calcule à partir d'exemples et peut se tromper.
Penser que les satellites sont tous à la même altitude : orbites basses, moyennes et géostationnaires ont des usages différents.
Confondre Mo et Go : 1 Go = 1000 Mo.

Récapitulatif

Le numérique code toute information en bits (0 et 1) ; 8 bits = 1 octet.
L'IA apprend à partir de nombreux exemples ; elle est utile mais peut se tromper : on vérifie.
Les satellites servent à communiquer, se repérer et observer la Terre ; plusieurs pays africains ont lancé les leurs.

Bit et octet

Un bit vaut 0 ou 1 ; un octet = 8 bits.

Internet et Web

Internet = le réseau mondial ; le Web = les sites, un service d'Internet.

Intelligence artificielle

Programmes qui réalisent des tâches « intelligentes », souvent en apprenant sur des exemples.

Biais d'une IA

Erreur systématique héritée d'exemples d'entraînement incomplets ou déséquilibrés.

Satellite géostationnaire

À environ 36 000 km, il fait un tour en un jour et paraît immobile.

Spoutnik 1

Premier satellite artificiel, mis en orbite en 1957.