Affiner les Embeddings pour Votre Domaine

Pourquoi Faire du Fine-Tuning ?

Les embeddings génériques fonctionnent bien, mais le fine-tuning spécifique au domaine donne un gain de précision de 30-50% :

Avant (générique) :

• Requête médicale : "MI treatment" → ❌ correspond à "Michigan"

Après (fine-tuné) :

• Requête médicale : "MI treatment" → ✅ correspond à "Myocardial Infarction protocols"

Quand Faire du Fine-Tuning

✅ Fine-tuner quand :

• Jargon spécifique au domaine (juridique, médical, technique)
• 1000+ paires requête-document étiquetées
• Le modèle de base sous-performe (< 70% de recall)

❌ Éviter le fine-tuning quand :

• Domaine général
• < 500 exemples d'entraînement
• Le modèle de base fonctionne déjà bien

Format des Données d'Entraînement

DEVELOPERpython
# Paires positives (requête → document pertinent)
train_data = [
    {
        "query": "What causes diabetes?",
        "positive": "Type 2 diabetes is caused by insulin resistance...",
        "negative": "Diabetic retinopathy affects the eyes..."  # Optionnel
    },
    {
        "query": "How to lower blood pressure?",
        "positive": "Lifestyle changes like diet and exercise reduce BP...",
        "negative": "High blood pressure symptoms include headaches..."
    }
]

Méthode 1 : Sentence Transformers

DEVELOPERpython
from sentence_transformers import SentenceTransformer, InputExample, losses
from torch.utils.data import DataLoader

# Charger le modèle de base
model = SentenceTransformer('sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2')

# Préparer les données d'entraînement
train_examples = [
    InputExample(texts=[item['query'], item['positive']])
    for item in train_data
]

# Créer le dataloader
train_dataloader = DataLoader(train_examples, shuffle=True, batch_size=16)

# Définir la fonction de perte (apprentissage contrastif)
train_loss = losses.MultipleNegativesRankingLoss(model)

# Fine-tuner
model.fit(
    train_objectives=[(train_dataloader, train_loss)],
    epochs=3,
    warmup_steps=100,
    output_path='./fine-tuned-model'
)

Méthode 2 : Fine-Tuning OpenAI

DEVELOPERpython
import openai

# Préparer les données au format JSONL
with open('training_data.jsonl', 'w') as f:
    for item in train_data:
        f.write(json.dumps({
            "input": item['query'],
            "output": item['positive']
        }) + '\n')

# Télécharger le fichier d'entraînement
file = openai.File.create(
    file=open("training_data.jsonl", "rb"),
    purpose='fine-tune'
)

# Créer le job de fine-tuning
job = openai.FineTuningJob.create(
    training_file=file.id,
    model="text-embedding-3-small"
)

# Attendre la complétion
status = openai.FineTuningJob.retrieve(job.id)
print(status.status)  # 'succeeded'

# Utiliser le modèle fine-tuné
embeddings = openai.Embedding.create(
    input="your query",
    model=f"ft:{job.fine_tuned_model}"
)

Méthode 3 : Mining de Négatifs Difficiles

Améliorer l'apprentissage contrastif avec des négatifs difficiles :

DEVELOPERpython
from sentence_transformers import losses

# Générer des négatifs difficiles (documents similaires mais non pertinents)
def mine_hard_negatives(query, candidates, model, k=5):
    query_emb = model.encode(query)
    cand_embs = model.encode(candidates)

    # Trouver les documents les plus similaires mais incorrects
    scores = cosine_similarity([query_emb], cand_embs)[0]
    hard_neg_indices = np.argsort(scores)[-k:]

    return [candidates[i] for i in hard_neg_indices]

# Entraînement avec négatifs difficiles
train_examples = []
for item in train_data:
    hard_negs = mine_hard_negatives(
        item['query'],
        all_documents,
        base_model
    )

    for neg in hard_negs:
        train_examples.append(
            InputExample(texts=[
                item['query'],
                item['positive'],
                neg  # Négatif difficile
            ])
        )

# Utiliser TripletLoss
train_loss = losses.TripletLoss(model)

Évaluation

DEVELOPERpython
from sklearn.metrics import ndcg_score

def evaluate_model(model, test_queries, test_docs, relevance_labels):
    predictions = []

    for query in test_queries:
        query_emb = model.encode(query)
        doc_embs = model.encode(test_docs)
        scores = cosine_similarity([query_emb], doc_embs)[0]
        predictions.append(scores)

    # nDCG@10
    ndcg = ndcg_score(relevance_labels, predictions, k=10)

    return ndcg

# Comparer le modèle de base vs fine-tuné
base_model = SentenceTransformer('all-MiniLM-L6-v2')
fine_tuned_model = SentenceTransformer('./fine-tuned-model')

print(f"Base model nDCG@10: {evaluate_model(base_model, ...)}")
print(f"Fine-tuned nDCG@10: {evaluate_model(fine_tuned_model, ...)}")

Fine-Tuning Incrémental

Mettre à jour le modèle au fur et à mesure de l'arrivée de nouvelles données :

DEVELOPERpython
# Charger le modèle précédemment fine-tuné
model = SentenceTransformer('./fine-tuned-model')

# Ajouter de nouvelles données d'entraînement
new_train_examples = [...]

# Continuer l'entraînement (démarrage à chaud)
model.fit(
    train_objectives=[(new_dataloader, train_loss)],
    epochs=1,
    warmup_steps=50,
    output_path='./fine-tuned-model-v2'
)

Distillation (Inférence Rapide)

Fine-tuner un grand modèle, puis le distiller en un petit :

DEVELOPERpython
from sentence_transformers import models, SentenceTransformer, losses

# Enseignant : grand modèle fine-tuné
teacher = SentenceTransformer('fine-tuned-large-model')

# Étudiant : petit modèle de base
student = SentenceTransformer('all-MiniLM-L6-v2')

# Perte de distillation
train_loss = losses.MSELoss(student, teacher)

# Entraîner l'étudiant à imiter l'enseignant
student.fit(
    train_objectives=[(train_dataloader, train_loss)],
    epochs=3
)

# Maintenant l'étudiant est rapide mais performe comme l'enseignant

Le fine-tuning des embeddings est l'arme secrète pour un RAG spécifique au domaine. Investissez-y tôt.