En quelques années, l’Intelligence Artificielle (IA) s’est progressivement installée comme le prochain concept disruptif dans des industries multiples. Cependant, ce type de solution algorithmique reste souvent mal compris du grand public, en plus d’être promu de manière très approximative par le marketing de nombreuses entreprises. Cette rencontre-conférence a pour but de démystifier l’approche dite « Apprentissage Machine » (Machine Learning), qui est un véritable pilier de l’Intelligence Artificielle à l’heure actuelle. Plus précisément, les techniques d’apprentissage supervisé (supervised learning), d’apprentissage non supervisé (unsupervised learning) et d’apprentissage par renforcement (reinforcement learning) seront brièvement abordées. Dans un second temps, quelques applications de l’Intelligence Artificielle concernant des problèmes réels rencontrés chaque jour dans le secteur de l’énergie seront discutés.

1. Vendredi, 22 avril 2022
Quand l’intelligence artificielle s’invite dans le monde de
l'énergie
Thibaut Théate, Candidat PhD (Institut Montéfiore,
ULiège)
Geoffroy Jennes, Senior Project Manager –
Digital&Analytics (EQUANS, BeLux)

2. LIEGE CREATIVE, en partenariat avec :

3. LIEGE CREATIVE Conference
Quand l’intelligence artificielle
s’invite dans le monde de l’énergie
22.04.2022
Thibaut Théate
Geoffroy Jennes

4. Master in Electrical Engineering (University of Liège).
Research Fellow from the F.R.S.-FNRS (10/2019 – 10/2023).
Main research interests:
• Artificial Intelligence
• Energy markets
• Energy transition
Main research skills:
• Problem formalisation
• Deep Learning
• Reinforcement Learning
Thibaut THEATE – Who am I?
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
2

5. Definition: Artificial Intelligence (AI) is a branch of Computer Science
which studies how intelligent behaviour can be achieved by machines
through computational means.
What is intelligence?
• The ability to acquire and apply knowledge/skills (learning).
• The faculty of thought and reason.
• The capacity of self-awareness, understanding, abstraction, logic, creativity.
• …
Evaluation of Artificial Intelligence: Turing test (imitation game).
Warning: Beware of marketing abuse of language (AI, smart devices, …).
Artificial Intelligence
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
3

6. Observe and imitate
I also want
to walk…
Human’s learning – « IMITATION »
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
4

7. Bird!
Bird!
Bird!
Bird???
Human’s learning – « INFERENCE »
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
5

8. Aie!!!
Ace, so
good!
Human’s learning – « REWARD »
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
6

9. Unsupervised
Learning
Reinforcement
Learning
Supervised
Learning
Machine
Learning
Classification
Regression
Clustering
Dimensionality
Reduction
Machine Learning - OVERVIEW
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
7

10. Definition: Supervised Learning (SL) is concerned with the learning
of a function mapping an input to an output based on a labeled
dataset of input-output pairs.
Two classes:
• Classification: The output of the model is a category.
• Regression: The output is a continuous variable.
Input
Model
Output
Dataset
Comparison
Sampling
Model
Dog
Cat
Horse
Model Next value(s)
Supervised Learning – THEORY
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
8

11. Successful applications:
• Computer vision:
• Object detection and classification
• Facial recognition
• …
• Natural language processing:
• Translation
• Question answering
• …
• Time series forecasting
• Fraud detection
• Healthcare
• Recommendation systems
• …
Supervised Learning – PRACTICE
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
9

12. Definition: Unsupervised Learning is concerned with the learning
of the hidden structure (patterns) underneath unlabeled data.
Two classes:
• Clustering: Group data according to their similarities and differences.
• Dimensionality reduction: Lessen the number of features while
preserving as much as possible the integrity of the dataset.
Input
Model
Output
Dataset
Comparison
Sampling
Input Output = Input
Reduced
input
Cluster 1
Cluster 2
Unsupervised Learning – THEORY
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
10

13. Successful applications:
• Anomaly detection
• Customer personas
• Products segmentation
• News section
• Recommendation engines
• …
Unsupervised Learning – PRACTICE
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
11

14. RL agent
Observation o
Reward r
Action a
Internal state s
RL environment
Definition: Reinforcement Learning (RL) is concerned with the
ability of an intelligent agent to learn making sound decisions in
an environment based on rewards.
Typical RL flow:
1. Observation of the environment.
2. Decision-making about the next action.
3. Reception of a reward.
Objective: Learning the optimal decision-making policy that
maximises the expected discounted sum of rewards (return).
Reinforcement Learning – THEORY
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
12

15. Successful applications:
• Video games: Atari, Dota 2, Starcraft 2, …
• Board games: Backgammon, chess, go, …
• Industry automation
• Self driving cars
• Robotics
• …
Reinforcement Learning – PRACTICE
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
13

16. Context: Producer/retailer with intermittent renewable energy sources.
Problem: Mismatch between supply and demand.
Solution: Inducing demand response with dynamic prices.
Motivation: Benefits in terms of economy, ecology and autonomy.
My current research (1)
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
14

17. Challenging algorithmic blocks:
• Production forecasting
• Consumption forecasting
• Power price forecasting
• Demand response modelling
• Sequential decision-making
My current research (2)
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22/04/2022
15

18. L’Intelligence Artificielle au cœur de la performance industrielle
INDUSTRY4.0 - La transformation numérique et ses impacts
pour l’industrie…

19. Senior Project Manager – Digital&Analytics
Plus de 15 années d’expérience dans le monde de la donnée, et plus spécifiquement de la « Data
Insight » pour l’industrie 4.0.
Senior Project Manager de solutions et projets d’aide à la décision et d’optimisation de process, grâce
à la donnée, depuis sa collecte, sa transformation jusqu’à la mise en œuvre des principes clés de
« Machine Learning », de « Data Sciences » et d’ «Intelligence Artificielle»
La donnée au cœur de la performance industrielle
La donnée au cœur de la performance industrielle
Geoffroy JENNES – Who am I?
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
17

20. INDUSTRY 4.0 - Contexte
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
18

21. La donnée au cœur de la performance industrielle
INDUSTRY 4.0 – Valeur Business
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
19

22. INDUSTRY4.0 – Il faut miser sur la « Valeur business »… de manière transversale…
La donnée au cœur de la performance industrielle
INDUSTRY 4.0 – 360deg view and impact
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
20

23. INDUSTRY 4.0 - Technologies
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
1
2
3
21

24. INDUSTRY4.0 – Des cas d’usage avec des objectifs SMART
INDUSTRY 4.0 – Smart Business Values
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
22

25. La donnée au cœur de la performance industrielle
INDUSTRY4.0 - La donnée industrielle comme carburant de la performance…
INDUSTRY4.0 – Des cas d’usage avec des objectifs SMART
INDUSTRY 4.0 – Data, the New Oil…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
23

26. La donnée au cœur de la performance industrielle
LA DONNEE… The New Oil .. Les 8 piliers de la donnée…
La donnée au cœur de la performance industrielle
INDUSTRY4.0 - La donnée industrielle comme carburant de la performance…
INDUSTRY4.0 – Des cas d’usage avec des objectifs SMART
DATA, the New Oil…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
24

27. IA Tools and Smart data visualisation
Digitalisation
and Connectivity Visibility
Descriptive
analytics
Predictive
analytics
Prescriptive
analytics
Path of development
Enhancement of data
availablity
Enhancing
interpatibility of data
Improvement of Predictability
trhough established patterns and
realistcs models
Decision & Action
based on Smart Data
and AI
1. What
Happen? « See »
2. Whydoes it
Happen?
« Understand »
3. What will Happen?
« Be prepared »
4. Howcan an
autonomous reaction
succeed
Value
of
the
Company
AI to serve Business Value…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
25

28. La donnée au cœur de la performance industrielle
LA DONNEE… Une chaine de valeur .. De la compréhension, à la décision et à l’action
AI to serve Business Value…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
26

29. La donnée au cœur de la performance industrielle
LA DONNEE… une approche structurée et systématique pour la valoriser au mieux…
La donnée au cœur de la performance industrielle
LA DONNEE… Une chaine de valeur .. De la compréhension, à la décision et à l’action
La donnée au cœur de la performance industrielle
AI to serve Business Value…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
27

30. Application to Ipalle
From Historical Data to process efficiency
• Unité de valorisation
énergétique
• 4 Fours/Chaudières
(2* 16 T/h à 8500 kJ/kg +
2*13,2 T/h à 10500 kJ/kg)
• 1 turbine 18,5 MWe
• 1 turbine 19,6 MWe
Analysis, model
Step1
Collect Data
Step2
Analyse
Step3
Apply the rules
Existing data history
25,000 value / second for 180 days
= 6,480,000,000 data
AI to serve Business Value…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
28

31. AI to serve Business Value…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
29

32. La donnée au cœur de la performance industrielle
AI to serve Business Value…
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
30

34. Grands
projets EIA
Digitalisation
DATA - IT
Maintenance
Engineering
Automation
Robotique
Contrats de
Service
EIAD
La donnée au cœur de la performance industrielle
EQUANS BeLux… nos métiers
Quand l’Intelligence Artificielle s’invite dans le monde de l'énergie
32