Chain-of-Thought — Raisonnement étape par étape

Section 10.2.4 : Chain-of-Thought — Raisonnement étape par étape

🎯 Objectif pédagogique

Maîtriser le Chain-of-Thought (CoT) prompting pour obtenir des raisonnements structurés et des réponses plus fiables sur des problèmes complexes nécessitant une réflexion multi-étapes. C'est la technique qui a le plus amélioré les capacités de raisonnement des LLM.

Le problème : les LLM et le raisonnement

Les LLM excellent en génération de texte mais peinent sur les problèmes nécessitant un raisonnement logique multi-étapes : calculs, résolution de problèmes, analyses comparatives, planification. La raison ? Ils prédisent le prochain token — ils ne "réfléchissent" pas naturellement étape par étape. Ils "pensent en écrivant", pas "pensent puis écrivent".

Le Chain-of-Thought prompting (Wei et al., Google Brain, 2022) résout ce problème de manière élégante : en demandant explicitement au modèle de montrer son raisonnement avant de donner sa réponse, on force une décomposition qui améliore radicalement la qualité.

Les 3 variantes du Chain-of-Thought

1. Zero-shot CoT : la méthode magique (la plus simple)

Ajoutez simplement une phrase "magique" à la fin de votre prompt. C'est la technique avec le meilleur ratio effort/résultat de tout le prompt engineering.

Sans CoT :

Si un train part à 14h de Paris à 300 km/h et qu'un autre part 
à 14h30 de Lyon (450 km de Paris) à 250 km/h vers Paris, 
à quelle heure se croisent-ils ?

→ "Ils se croisent à environ 15h." (souvent faux)

Avec CoT (zero-shot) :

Si un train part à 14h de Paris à 300 km/h et qu'un autre part 
à 14h30 de Lyon (450 km de Paris) à 250 km/h vers Paris, 
à quelle heure se croisent-ils ?

Réfléchis étape par étape avant de donner ta réponse.

→ Le modèle décompose : 
  1. Position du train 1 à 14h30 : 300 × 0.5 = 150 km de Paris
  2. Distance restante entre les deux trains : 450 - 150 = 300 km
  3. Vitesse de rapprochement : 300 + 250 = 550 km/h
  4. Temps pour se croiser : 300 / 550 ≈ 0.545h ≈ 32 min 44 sec
  5. Heure de croisement : 14h30 + 32min44s ≈ 15h03

Les phrases magiques du CoT (toutes fonctionnent, choisissez celle qui vous convient) :

2. Few-shot CoT : raisonnement guidé par l'exemple

Pour des problèmes récurrents, fournissez des exemples avec le raisonnement complet :

Résous ces problèmes de pricing SaaS en montrant ton raisonnement complet.

Problème : Un SaaS à 49€/mois a 200 clients. Si on augmente 
le prix de 20%, on perd 15% des clients. Faut-il augmenter ?

Raisonnement :
- Revenu actuel : 49 × 200 = 9 800€/mois
- Nouveau prix : 49 × 1.2 = 58.8€ → arrondi à 59€/mois
- Clients restants : 200 × 0.85 = 170 clients
- Nouveau revenu : 59 × 170 = 10 030€/mois
- Différence : +230€/mois (+2.3%)
- Mais : 30 clients perdus = 30 contrats de moins pour le futur
- Conclusion : OUI financièrement à court terme, mais évaluer 
  l'impact sur le churn et le bouche-à-oreille.

Problème : Un freelance facture 500€/jour et travaille 20 jours/mois.
Un outil IA à 200€/mois lui fait gagner 2 jours/mois de travail 
facturable. Faut-il l'adopter ?

Raisonnement :

3. CoT structuré : imposer une structure de raisonnement

Pour des analyses complexes, imposez les étapes :

Analyse cette décision d'investissement en suivant 
ces 5 étapes OBLIGATOIRES :

ÉTAPE 1 — DONNÉES : Liste toutes les données quantitatives 
disponibles dans le problème.
ÉTAPE 2 — HYPOTHÈSES : Identifie les hypothèses implicites 
et leur crédibilité (forte/moyenne/faible).
ÉTAPE 3 — CALCULS : Effectue les calculs étape par étape.
ÉTAPE 4 — ANALYSE : Identifie les forces et les risques.
ÉTAPE 5 — CONCLUSION : Donne ta recommandation avec le 
niveau de confiance (1-10).

[Description de l'investissement]

Applications professionnelles du CoT

Business analysis

Notre taux de conversion landing page a chuté de 3.2% à 1.8% ce mois.

Raisonne étape par étape pour identifier les causes :
1. Commence par les causes les plus probables (trafic, offre, technique)
2. Pour chaque hypothèse, indique comment la vérifier
3. Classe les hypothèses par probabilité
4. Recommande 3 actions immédiates par ordre de priorité

Prise de décision pondérée

Je dois choisir entre 3 fournisseurs IA pour mon entreprise.
Raisonne étape par étape en utilisant une matrice de décision 
pondérée.

Critères (avec poids) :
- Prix (30%)
- Performance (25%)
- Support client (20%)
- Facilité d'intégration (15%)
- Scalabilité (10%)

Fournisseur A : [détails]
Fournisseur B : [détails]
Fournisseur C : [détails]

Pour chaque fournisseur, note chaque critère de 1 à 10, 
puis calcule le score pondéré.

Estimation (technique Fermi)

Estime le nombre de pizzas consommées en France par jour.

Raisonne étape par étape avec des estimations de Fermi :
1. Population française
2. % qui mange de la pizza dans une semaine donnée
3. Fréquence moyenne
4. Répartition par jour
5. Résultat avec fourchette haute/basse

Quand NE PAS utiliser le CoT

Exercice pratique

Durée : 15 minutes

1. →Prenez un problème professionnel réel (budget à allouer, choix de fournisseur, estimation de market size)
2. →Posez-le sans CoT → notez la qualité et la profondeur
3. →Ajoutez "Réfléchis étape par étape" → comparez
4. →Essayez le CoT structuré en imposant 5 étapes → comparez encore