Questions d'entretien pour Data Scientist Senior : Guide complet

Milad Bonakdar
Auteur
Maîtrisez les concepts avancés de la science des données grâce à des questions d'entretien essentielles couvrant les algorithmes ML avancés, le deep learning, le déploiement de modèles, l'ingénierie des caractéristiques, les tests A/B et le big data pour les data scientists seniors.
Introduction
On attend des data scientists expérimentés qu'ils conçoivent des solutions de machine learning de bout en bout, qu'ils optimisent la performance des modèles, qu'ils déploient des modèles en production et qu'ils communiquent des informations aux parties prenantes. Ce rôle exige une expertise approfondie des algorithmes avancés, de l'ingénierie des caractéristiques, du déploiement des modèles et de la capacité à résoudre des problèmes commerciaux complexes grâce aux données.
Ce guide complet couvre les questions d'entretien essentielles pour les data scientists expérimentés, englobant le machine learning avancé, le deep learning, l'ingénierie des caractéristiques, le déploiement des modèles, les tests A/B et les technologies de big data. Chaque question comprend des réponses détaillées, une évaluation de la rareté et des niveaux de difficulté.
Machine Learning Avancé (6 Questions)
1. Expliquez le compromis biais-variance.
Réponse: Le compromis biais-variance décrit la relation entre la complexité du modèle et l'erreur de prédiction.
- Biais: Erreur due à des hypothèses simplificatrices (sous-apprentissage)
- Variance: Erreur due à la sensibilité aux fluctuations des données d'entraînement (surapprentissage)
- Compromis: Diminuer le biais augmente la variance et vice versa
- Objectif: Trouver l'équilibre optimal qui minimise l'erreur totale
Rareté: Très Courante Difficulté: Difficile
2. Qu'est-ce que la régularisation et expliquez la régularisation L1 vs L2.
Réponse: La régularisation ajoute un terme de pénalité à la fonction de perte pour empêcher le surapprentissage.
- L1 (Lasso):
- Pénalité: Somme des valeurs absolues des coefficients
- Effet: Modèles clairsemés (certains coefficients deviennent exactement 0)
- Utilisation: Sélection de caractéristiques
- L2 (Ridge):
- Pénalité: Somme des coefficients au carré
- Effet: Réduit les coefficients vers 0 (mais pas exactement 0)
- Utilisation: Lorsque toutes les caractéristiques sont potentiellement pertinentes
- Elastic Net: Combine L1 et L2
Rareté: Très Courante Difficulté: Moyenne
3. Expliquez les méthodes d'ensemble : Bagging vs Boosting.
Réponse: Les méthodes d'ensemble combinent plusieurs modèles pour améliorer les performances.
- Bagging (Bootstrap Aggregating):
- Entraîner des modèles en parallèle sur des sous-ensembles aléatoires
- Réduit la variance
- Exemple: Random Forest
- Boosting:
- Entraîner des modèles séquentiellement, chacun corrigeant les erreurs précédentes
- Réduit le biais
- Exemples: AdaBoost, Gradient Boosting, XGBoost
Rareté: Très Courante Difficulté: Difficile
4. Qu'est-ce que la validation croisée et pourquoi la validation k-fold est-elle meilleure qu'une division train-test ?
Réponse: La validation croisée évalue les performances du modèle de manière plus robuste qu'une simple division train-test.
- CV K-Fold:
- Divise les données en k plis
- Entraîne k fois, en utilisant à chaque fois un pli différent comme validation
- Moyenne les résultats
- Avantages:
- Estimation des performances plus fiable
- Utilise toutes les données pour l'entraînement et la validation
- Réduit la variance dans l'estimation des performances
- Variations: K-Fold Stratifié, Leave-One-Out, Time Series Split
Rareté: Très Courante Difficulté: Moyenne
5. Expliquez les techniques de réduction de dimensionnalité (PCA, t-SNE).
Réponse: La réduction de dimensionnalité réduit le nombre de caractéristiques tout en préservant l'information.
- PCA (Principal Component Analysis):
- Transformation linéaire
- Trouve les directions de variance maximale
- Préserve la structure globale
- Rapide, interprétable
- t-SNE (t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding):
- Transformation non linéaire
- Préserve la structure locale
- Bon pour la visualisation
- Plus lent, pas pour l'extraction de caractéristiques
Rareté: Courante Difficulté: Difficile
6. Qu'est-ce que la courbe ROC et l'AUC ? Quand l'utiliseriez-vous ?
Réponse: La courbe ROC (Receiver Operating Characteristic) trace le taux de vrais positifs en fonction du taux de faux positifs à différents seuils.
- AUC (Area Under Curve): Métrique unique résumant la ROC
- AUC = 1.0: Classificateur parfait
- AUC = 0.5: Classificateur aléatoire
- AUC < 0.5: Pire qu'aléatoire
- Cas d'utilisation:
- Comparaison de modèles
- Ensembles de données déséquilibrés
- Lorsque vous devez choisir un seuil
Rareté: Très Courante Difficulté: Moyenne
Ingénierie des Caractéristiques (4 Questions)
7. Quelles techniques utilisez-vous pour l'ingénierie des caractéristiques ?
Réponse: L'ingénierie des caractéristiques crée de nouvelles caractéristiques à partir des données existantes pour améliorer les performances du modèle.
- Techniques:
- Encodage: One-hot, label, target encoding
- Mise à l'échelle: StandardScaler, MinMaxScaler
- Binning: Discrétiser les variables continues
- Caractéristiques polynomiales: Termes d'interaction
- Spécifique au domaine: Caractéristiques de date, caractéristiques de texte
- Agrégations: Statistiques de groupe
Rareté: Très Courante Difficulté: Moyenne
8. Comment gérez-vous les ensembles de données déséquilibrés ?
Réponse: Les ensembles de données déséquilibrés ont des distributions de classes inégales, ce qui peut biaiser les modèles.
- Techniques:
- Rééchantillonnage:
- Suréchantillonnage de la classe minoritaire (SMOTE)
- Sous-échantillonnage de la classe majoritaire
- Poids des classes: Pénaliser la mauvaise classification de la classe minoritaire
- Méthodes d'ensemble: Random Forest équilibré
- Évaluation: Utiliser la précision, le rappel, le F1, pas seulement la précision
- Détection d'anomalies: Traiter la minorité comme une anomalie
- Rééchantillonnage:
Rareté: Très Courante Difficulté: Moyenne
9. Expliquez les techniques de sélection de caractéristiques.
Réponse: La sélection de caractéristiques identifie les caractéristiques les plus pertinentes pour la modélisation.
- Méthodes:
- Méthodes de filtre: Tests statistiques (corrélation, chi-carré)
- Méthodes d'encapsulation: Recursive Feature Elimination (RFE)
- Méthodes intégrées: Lasso, importance des caractéristiques basée sur les arbres
- Réduction de dimensionnalité: PCA (différent de la sélection)
Rareté: Courante Difficulté: Moyenne
10. Comment gérez-vous les variables catégorielles à cardinalité élevée ?
Réponse: Les variables catégorielles à cardinalité élevée ont de nombreuses valeurs uniques.
- Techniques:
- Target Encoding: Remplacer par la moyenne cible
- Frequency Encoding: Remplacer par la fréquence
- Embedding: Apprendre des représentations denses (réseaux neuronaux)
- Regroupement: Combiner les catégories rares en "Autre"
- Hashing: Hacher en un nombre fixe de buckets
Rareté: Courante Difficulté: Difficile
Déploiement et Production de Modèles (4 Questions)
11. Comment déployez-vous un modèle de machine learning en production ?
Réponse: Le déploiement de modèle rend les modèles disponibles pour une utilisation réelle.
- Étapes:
- Sérialisation du modèle: Enregistrer le modèle (pickle, joblib, ONNX)
- Développement d'API: Créer une API REST (Flask, FastAPI)
- Conteneurisation: Docker pour la cohérence
- Déploiement: Plateformes cloud (AWS, GCP, Azure)
- Surveillance: Suivre les performances, la dérive
- CI/CD: Tests et déploiement automatisés
Rareté: Très Courante Difficulté: Difficile
12. Qu'est-ce que la surveillance de modèle et pourquoi est-ce important ?
Réponse: La surveillance de modèle suit les performances du modèle en production.
- Ce qu'il faut surveiller:
- Mesures de performance: Précision, précision, rappel
- Dérive des données: Changements de la distribution des entrées
- Dérive du concept: Changements de la relation cible
- Mesures du système: Latence, débit, erreurs
- Actions:
- Alertes lorsque les performances se dégradent
- Réentraîner avec de nouvelles données
- Tests A/B de nouveaux modèles
Rareté: Courante Difficulté: Moyenne
13. Expliquez les tests A/B dans le contexte du machine learning.
Réponse: Les tests A/B comparent deux versions (contrôle vs traitement) pour déterminer laquelle est la plus performante.
- Processus:
- Diviser le trafic de manière aléatoire
- Servir différents modèles à chaque groupe
- Collecter les métriques
- Test statistique pour déterminer le gagnant
- Métriques: Taux de conversion, revenus, engagement
- Tests statistiques: t-test, chi-carré, méthodes bayésiennes
Rareté: Courante Difficulté: Difficile
14. Qu'est-ce que MLOps et pourquoi est-ce important ?
Réponse: MLOps (Machine Learning Operations) applique les principes de DevOps aux systèmes de ML.
- Composantes:
- Contrôle de version: Code, données, modèles
- Tests automatisés: Tests unitaires, d'intégration, de modèle
- Pipelines CI/CD: Déploiement automatisé
- Surveillance: Performances, détection de dérive
- Reproductibilité: Suivi des expériences
- Outils: MLflow, Kubeflow, DVC, Weights & Biases



