Lilian Besson - prof. agrégé en mathématiques et informatique

📜 Courte Bio

Bonjour ! Je suis Lilian Besson, enseignant-développeur au Lycée Kléber de Strasbourg, depuis septembre 2021. Avant mon entrée en CPGE, j'ai enseigné durant deux ans à l'ENS Rennes. Je suis agrégé de mathématiques, et ancien élève normalien en mathématiques et informatique de l'ENS de Cachan. Je suis un programmeur passionné, écologiste et enthousiaste supporteur des logiciels libres, et actuellement professeur d'informatique en classes préparatoires MP2I depuis 2021. J'aime aussi cuisiner, rencontrer des humain-e-s, voyager et échanger, faire du vélo ou de la randonnée, et jouer aux cartes Magic l'Assemblée (un super Jeu de Cartes à Collectionner).

De août 2019 à août 2021, j'étais un jeune professeur agrégé (avec un statut d'agrégé préparateur) à l'ENS Rennes, en charge de la préparation à l'agrégation de mathématiques, option informatique (au niveau M2), et en charge de cours pour l'introduction à l'algorithmique et algorithmique avancée.

Entre octobre 2016, et novembre 2019 :

J'effectuais ma thèse à CentraleSupélec (équipe SCEE, laboratoire IETR) à Rennes (France), avec Christophe Moy et Émilie Kaufmann (CNRS & Inria, équipe SequeL, laboratoire CRIStAL, à Lille). Ma thèse s'intéresse à des modèles de bandits multi-bras et multi-utilisateurs appliqués à des questions de télécommunications, notamment pour l'Internet des Objets (IoT). J'ai soutenu le 20 novembre 2019. Je suis désormais docteur en télécommunications. Le manuscrit est ici et les planches de ma défense sont là.
Et j'enseignais déjà l'informatique théorique à l'ENS Rennes (pour une classe préparant l'agrégation, au niveau M2) et ENSAI (complexité et calculabilité, niveau L3).

📰 Nouvelles

Avril 2021

J'ai été promu à un poste de professeur agrégé d'informatique, en classes préparatoires, au Lycée Kléber à Strasbourg, où j'irai vivre en août 2021. Je serai en charge d'une classe de 50 élèves en bac+1, dans une des nouvelles classes de la nouvelle filière MP2I !
Août 2020

« 131 développements pour l'oral, Agrégation externe Mathématiques/Informatique » J'ai un peu aidé pour l'écriture de ce livre de 944 pages, publié chez Dunod en Août 2020, avec d'anciens étudiants de l'ENS Rennes, des camarades de l'ENS Cachan et des amis. Bravo pour eux !
Septembre 2019

J'ai terminé mon contrat de thèse, je commence en tant qu'agrégé préparateur (AGPR, anciennement "caïman") à l'École Normale Supérieure de Rennes, au sein du département Informatique. J'enseigne l'algorithmique et d'autres choses en informatique théorique.
Novembre 2019

J'ai soutenu ma thèse de doctorat le 20 novembre 2019 à Rennes ! Vous pouvez lire la thèse! J'ai aussi été qualifié au CNU aux sections 26 (maths appliquées), 27 (informatique) et 61 (traitement de signal et télécommunications), pour quatre ans.
Mars 2018

J'ai publié la 📃 documentation et le 🗄 code complet de mon environnement numérique de simulations pour des problèmes de Bandits Multi-Bras 🎰, SMPyBandits en Python.
Octobre 2016

J'ai commencé ma thèse ! Je suis financé pour 3 ans, avec une bourse du Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Merci à eux ! M-à-j : J'ai terminé ma thèse, que j'ai soutenu le 20 novembre 2019 !

🔬 Recherche

Pour mon doctorat, mes recherches portent sur l'apprentissage machine appliqué, centré sur l'apprentissage en ligne à faible coût avec de l'information partielle ("feedback bandit"). Mes recherches s'appliquent principalement aux problèmes de radio intelligente pour l'Accès Opportuniste au Spectre (OSA) et mise en place de protocoles d'accès au réseau le plus fiables possible, pour les futurs réseaux de l'Internet des Objets (IoT). En étudiant et en appliquant des algorithmes classiques de Bandit Multi-Bras (MAB), et d'autres plus récents, nous sommes en mesure de prouver certaines garanties de performance, à la fois numériquement via des simulations et théoriquement via des preuves statistiques.
Je ferai encore de la recherche après ma thèse, j'ai rejoint en septembre 2019 l'équipe-projet PANAMA au laboratoire IRISA à Rennes !

14 Exposés de recherche
(depuis 2017)
10 Articles de recherche
(9 publiés, 1 soumis)
2 superviseurs
et collaboration avec 2 doctorants et post-doctorants
2 Grandes Écoles où j'enseigne à Rennes
1 Logiciel de recherche
(et beaucoup d'autres projets !)

📚 Publications

Orcid.org logo Orcid • arXiv • DBLP • IdHAL • Google Scholar • HALtools
Liste de mes articles en PDF

Publications dans des revues (journal papers)

L. Besson, E. Kaufmann, O-A Maillard & Julien Seznec.
Efficient Change-Point Detection for Tackling Piecewise-Stationary Bandits.
Accepté dans la revue Journal of Machine Learning Research volume 23, en 2022.
[ PDF ] • [ Mobile version ] • [ Slides ] • [ Citations: 15 ] • [ arXiv ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code ]
C. Moy & L. Besson & G. Delbarre & L. Toutain.
Decentralized Spectrum Learning for Radio Collision Mitigation in Ultra-Dense IoT Networks: LoRaWAN Case Study and Measurements.
Accepté à un numéro spécial de la revue Annals of Telecommunications, à propos de "Machine Learning for Intelligent Wireless Communications and Networking", août 2020.
[ PDF ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ DOI ]

Prépublications ou soumissions en cours

L. Besson & E. Kaufmann.
What Doubling-Trick Can and Can't Do for Multi-Armed Bandits. Septembre 2018.
[ PDF ] • [ Version mobile ] • [ Citations: 36 ] • [ arXiv ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code ]
L. Besson. 🔬 🎰 SMPyBandits: an Open-Source Research Framework for Single and Multi-Players Multi-Arms Bandits (MAB) Algorithms in Python. Juillet 2018.
[ PDF ] • [ PDF (version longue) ] • [ Citations: 9 ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code ] • [ Documentation ]
L. Besson. A Note on the Ei Function and a Useful Sum-Inequality. Février 2018.
[ PDF ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code ]

Communications dans des Conférences Nationales (en France)

L. Besson & E. Kaufmann.
Analyse non asymptotique d'un test séquentiel de détection de ruptures et application aux bandits non stationnaires.
GRETSI, Lille, France. Août 2019.
[ PDF ] • [ 🇬🇧 Slides ] • [ 🇫🇷 Slides ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code ]

Communications dans des Conférences Internationales

C. Moy & L. Besson.
Decentralized Spectrum Learning for IoT Wireless Networks Collision Mitigation.
1er workshop ISIoT à la conférence DCOSS, Santorin, Grèce. Mai 2019.
[ PDF ] • [ arXiv ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ DOI ]
R. Bonnefoi, L. Besson, J. Manco-Vasquez & C. Moy.
Upper-Confidence Bound for Channel Selection in LPWA Networks with Retransmissions.
1er workshop MoTION à la conférence WCNC, Marrakech, Maroc. Avril 2019.
[ PDF ] • [ Mobile ] • [ arXiv ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Planches ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code (MATLAB) ] • [ DOI ]
L. Besson, R. Bonnefoi & C. Moy.
GNU Radio Implementation of MALIN: "Multi-Armed bandits Learning for Internet-of-things Network".
WCNC (Wireless Communication and Networks Conference), Marrakech, Maroc. Avril 2019.
[ PDF ] • [ Version mobile ] • [ arXiv ] • [ Vidéo YouTube ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Planches ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code (GNU Radio) ] • [ DOI ]
L. Besson, R. Bonnefoi & C. Moy.
MALIN: Multi-Arm bandit Learning for Iot Networks with GRC: A TestBed Implementation and Demonstration that Learning Helps.
Démonstration présentée à ICT (International Conference on Communication), Saint-Malo, France. Juin 2018.
[ PDF* ] • [ Affiche ] • [ Vidéo YouTube ] • [ Code (GNU Radio) ]

Plus de détails…
Cette démonstration implémente un système de communication sans fil simple, avec un objet IoT communicant avec une station de base (ou point d'accès) et essayant de trouver la fréquence radio (canal) qui est la moins perturbée par un trafic aléatoire interférant, que l'on génère artificiellement. L'objet doit trouver le meilleur canal via l'apprentissage par renforcement. Nous utilisons trois cartes USRP fabriquées par National Instruments pour le trafic interférant, l'objet IoT et la station de base. Cette démonstration est basée sur notre article CROWNCOM 2017. Voir aussi ce document. Voici une vidéo de 5 minutes que j'ai réalisée pour expliquer cette démonstration.
L. Besson & E. Kaufmann.
Multi-Player Bandits Revisited.
ALT, Lanzarote, Canari Islands. Avril 2018.
[ PDF ] • [ Version mobile ] • [ Erratum ] • [ Planches ] • [ Affiche ] • [ Citations: 63 ] • [ arXiv ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code ]

Présenté quelques fois…
En 2017 et 2018, j'ai présenté différentes versions de ces planches pour un séminaire SequeL à Lille le 22 décembre, pour la conférence ALT à Lanzarote (Espagne) le 8 avril 2018, et j'ai présenté cette affiche pour cet atelier "Multi-Armed Bandits and Learning Algorithms" le 24 mai 2018 à la Rotterdam School of Management (Erasmus University, Pays Bas), pour le séminaire IETR et la Journée des Doctorants le 15 juin 2018 (Vannes, France), une dernière fois pour le Séminaire Optimisation et Apprentissage le 10 septembre 2018 à l'Université de Toulouse (France).
L. Besson, E. Kaufmann & C. Moy.
Aggregation of Multi-Armed Bandits learning algorithms for Opportunistic Spectrum Access.
IEEE WCNC, Barcelone, Espagne. Avril 2018.
[ PDF ] • [ Version mobile ] • [ Planches ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code ] • [ DOI ] • [ Actes ]
R. Bonnefoi, L. Besson, C. Moy, E. Kaufmann & J. Palicot.
Multi-Armed Bandit Learning in IoT Networks and non-stationary settings.
CrownCom, Lisbonne, Portugal. Septembre 2017. Prix du Meilleur Article !
[ PDF ] • [ Version mobile ] • [ Planches ] • [ Affiche ] • [ Citations: 47 ] • [ arXiv ] • [ HAL ] • [ BibTeX ] • [ Code (LaTeX) ] • [ Code (MATLAB) ] • [ DOI ] • [ Actes ]

Presenté quelques fois…
En 2017 j'ai présenté différentes versions de ces planches pour un séminaire SequeL à Lille le 15 septembre, pour la conférence CrownCom à Lisbonne le 22 septembre, puis pour cette journée de recherche du GdR-ISIS à Paris le 17 novembre, et pour le séminaire SCEE à Rennes le 23 novembre.

Publication académique

L. Besson.
Algorithmes de Bandits Multi-Joueurs pour les Réseaux de l'Internet des Objets.
Thèse de doctorat. Sous la direction de Prof. Christophe Moy et Dr Emilie Kaufmann. Équipe SCEE à CentraleSupélec campus de Rennes et IETR, Rennes, et équipe SequeL à Inria Lille Nord Europe, Lille. Octobre 2016 - Novembre 2019.
[ PDF ] • [ bibTeX ] • [ Code (thèse) ] • [ Planches ] • [ Code (planches) ] • [ Code (simulations) ]

Résumé de ma thèse de doctorat
Dans cette thèse de doctorat, nous étudions les réseaux sans fil et les appareils reconfigurables qui peuvent accéder à des réseaux de type radio intelligente, dans des bandes non licenciées et sans supervision centrale. Nous considérons des réseaux actuels ou futurs de l'Internet des Objets (IoT), avec l'objectif d'augmenter la durée de vie de la batterie des appareils, en les équipant d'algorithmes d'apprentissage machine peu coûteux mais efficaces, qui leur permettent d'améliorer automatiquement l'efficacité de leurs communications sans fil. Nous proposons deux modèles de réseaux IoT, et nous montrons empiriquement, par des simulations numériques et une validation expérimentale réaliste, le gain que peuvent apporter nos méthodes, qui se reposent sur l'apprentissage par renforcement. Les différents problèmes d'accès au réseau sont modélisés avec des Bandits Multi-Bras (MAB), mais leur analyse est difficile à réaliser, car il est délicat de prouver la convergence d'un grand nombre d'appareils jouant à un jeu collaboratif sans communication ni aucune coordination, lorsque les appareils suivent tous un modèle d'activation aléatoire. Le reste de ce manuscrit étudie donc deux modèles restreints, d'abord des bandits multi-joueurs dans des problèmes stationnaires, puis des bandits mono-joueur non stationnaires. Nous détaillons également une autre contribution, la bibliothèque Python open-source SMPyBandits, qui permet des simulations numériques de problèmes MAB, qui couvre les modèles étudiés et d'autres. Mot clés : Internet des Objets (IoT), Radio Intelligente, Théorie de l'apprentissage, Apprentissage séquentiel de l'atténuation des collisions, Apprentissage par renforcement, Bandits multi-bras (MAB), Apprentissage décentralisé, Bandits multi-bras multi-joueurs, Détection des points de changement, Bandits multi-bras non stationnaires.
L. Besson, J. Fageot & M. Unser.
A Theoretical Study Of Steerable Homogeneous Operators, And Applications.
Rapport de stage de recherche − Master MVA. Stage avec Prof.Dr. Michael Unser et Dr. Julien Fageot. Équipe LIB à l'EPFL, Lausanne (Suisse). Août 2016.
[ PDF ] • [ Planches ] • [ Code ] • [ 🏅 Rang : 1er & 🎓 Note : 18.43/20 ]

🎓 Enseignement

Mon souhait est de continuer à enseigner et à faire de la recherche, en informatique et en mathématiques. Idéalement, je serai très heureux si je pouvais passer les 35 prochaines années à enseigner l'introduction à informatique, Python, les structures de données et l'algorithmique, l'architecture des ordinateurs etc. J'aime transmettre ma passion de l'informatique pratique et des mathématiques, et enseigner comment elles peuvent être combinées pour être appliquées à des questions de modélisation, par exemple via l'analyse de données de la vie quotidienne (e.g., mes SMS, des citations de Kaamelott, les données des résultats d'admission à l'agrégation de maths, etc).
Je continue à enseigner après ma thèse, et même beaucoup plus, car j'ai rejoins en septembre 2019 le département Informatique de l'ENS de Rennes (en tant qu'AGPR), voir cette fiche.

2022-2023 @ Lycée International de Valbonne, Valbonne, France :
• Professeur d'informatique d'une classe de 49 élèves, encore en filière MP2I.
• Environ 16h/semaine et 600h/an comme professeur agrégé.
2021-2022 @ Lycée Kléber, Strasbourg, France :
• Professeur principal d'une classe de 48 élèves, dans la nouvelle filière MP2I.
• Chargé des TP de programmation (avec C & OCaml, et SQL), des TD d'informatique théorique, des cours magistraux, des colles (examens oraux réguliers), des devoirs maison et surveillés, etc.
• Environ 15h/semaine et 540h/an comme professeur agrégé
2020-2021 @ ENS de Rennes, Rennes, France :
Je garde les mêmes enseignements que l'an dernier, mais je récupère en plus :
• Un petit cours, de 6 CM de 2h, d'Introduction à l'Informatique, pour les élèves de première année du département "Droit Économie Management" : voir la page du cours. J'enseigne les bases de l'informatique, tant du point de vue historique que technologique, et les bases de la programmation avec une initiation au shell (terminal) Linux/Mac/Windows et avec Python;
• Je donne aussi des TD et des TP (10 de chaque, 2*2*10h=40h) pour le cours Informatique 1, pour les élèves de première année de Licence Informatique et de Licence Mathématiques, à l'Université de Rennes 1. Sur la page du cours je donne des solutions aux TD et TP en Java (et en Python, pour les curieux-ses) dans des notebooks Jupyter.
2019-2020 @ ENS de Rennes, Rennes, France :
• En charge de la préparation à l'option informatique de l'agrégation de mathématiques ("prépa agrég", option D), et notamment des TP de programmation en Python 🐍 et OCaml 🐫. (80 h / an) L'emploi du temps est ici !
• En charge du cours d'Introduction à l'Algorithmique (ALGO1) pour les élèves en L3 (première année) à l'ENS de Rennes (voir la page du même cours au département de maths, donné par François Schwarzentruber). (20h / an)
• Chargé de TD pour le cours d'Algorithmique avancée (ALGO2) pour les élèves en L3 (première année) à l'ENS de Rennes, donné par Nathalie Bertrand. (20h / an)
• Aussi en charge du séminaire bi-hebdomadaire du département Informatique, des visites de laboratoire, des stages des élèves en L3 (première année) à l'ENS de Rennes. (40h / an)
2016-2019 @ ENS de Rennes, Rennes, France :
préparation à l'agrégation, avec des carnets de notes (notebooks) en Python 🐍 et OCaml 🐫. (40 h / an)
2016-2018 @ ENSAI, Rennes, France :
calculabilité et théorie de la complexité avec des Machines de Turing 🖥 (24 h / an).
2016-2017 :
beaucoup de ressources scientifiques et d'enseignement, beaucoup de carnets de notes (notebooks) Jupyter, et des transparents. Écrits régulièrement, à propos de sujets variés, beaucoup de contenu "geek" en anglais et des ressources d'enseignement en français.
2015-2016 @ Lycée Lakanal, Sceaux, France :
colles (examens oraux) en Maths et travaux pratiques en Informatique en classes préparatoires (MP) (120 h / an).
2014-
participation active et régulière à la rédaction d'un cours de mathématiques assez complet pour l'agrégation de mathématiques ("Le Frido"), avec Laurent Claessens. Les documents sources du livre sont sous licence libre GPL sur GitHub (@LaurentClaessens/mazhe), et le livre est distribué gratuitement en version PDF.

Plus de détails…
En plus de 2000 pages, les quatre volumes du Frido contiennent des mathématiques du niveau de l'agrégation. Le livre recouvre à peu près tout le programme en tentant de tenir une cohérence des notations d'un bout à l'autre (pas d'abus de notations que le lecteur devrait deviner), tout en restant clair et très complet dans les démonstrations. Pas de trous que le lecteur devrait combler lui-même, rien n'est a priori considéré comme évident. Le livre est édité depuis 2016 sous le titre "Le Frido", actuellement en quatre volumes avec un numéro ISBN et donc autorisé pour les oraux d'agrégation.
J'ai notamment contribué aux chapitres sur les statistiques, et corrigé beaucoup de typos. J'utilise ce livre très régulièrement, pour mes enseignements de mathématiques en pré-préparation et préparation à l'agrégation, et pour me maintenir autant que possible au niveau de l'agrégation. En général, je le relis d'un bout à l'autre une à deux fois par an… Ce livre reste la création à plus de 99.99% de Laurent Claessens.
2014-2015 @ Mahindra École Centrale, Hyderabad, Inde :
enseignant à temps plein pour deux cours de Maths et un cours d'Informatique, MA101 & MA102, CS101 (250 h / an).
2012-2014 @ Correction Rue Ulm, Paris, France :
cours particuliers en maths niveau lycée (30 h / an), et correction d'examens écrits en maths, niveau lycée et prépa (10 fois / year).

💻 Code

J'adore programmer et écrire du code et sa documentation , surtout avec Python pour la science, GNU Bash pour l'automatisation sur ordinateur, et HTML/CSS/JS pour des pages Internet. Tout ce que j'ai fait et continue de faire est publié sous licences libres (et utilise Git), sur mes profils GitHub ou Bitbucket.

Expert : 🐍 Python (recherche & enseignement), GNU Bash (scripts), 🐫 Caml/OCaml (enseignement).
Outils : "notebooks" Jupyter pour OCaml et Python, OCamlDoc pour 🐫 OCaml, Sphinx pour 🐍 Python, bases de données (SQLite, SQL), gestionnaires de versions (git, svn, hg), visios (BBB, Jitsi, OBS Studio).
Compétent : HTML & CSS & JavaScript (web), Julia & GNU Octave & MATLAB & SciLab (calcul numérique), C/C++.
Correct : BASIC pour calculettes Casio et Texas Instrument, GNU Radio, nVidia CUDA, Lua.
Ordinateurs : utilisateur expert, capable de gérer un ensemble de machines, sous Windows ou GNU/Linux.
Rédaction : utilisation quotidienne de LaTeX, Beamer ("slides") et Markdown, et conception de pages web.

Voici quelques exemples de ce que j'ai fait depuis 2012 :

2021 : Peut-on-coder-avec-OCaml-Python-et-C-par-SMS 🇫🇷 Je souhaitais répondre à la question suivante : peut-on coder avec OCaml, Python et C en envoyant simplement un simple message SMS ? Divulgâchage : oui, on peut !
2020 : Generateur-attestation-de-sortie-automatique-COVID-19-confinement-en-France 🇫🇷 Un script IPython qui génère automatiquement une attestation de sortie toute les 55 minutes, pour le confinement 2.0 en France face au COVID 19. Expérimental et pour le plaisir.
2018 : ParcourSup.py 🇫🇷 Un clone en 🐍 Python 3 de ParcoursSup, écrit à but didactique. Documentation ici, et un notebook interactif ici.
2018 : Gym-NES-Mario-Bros 🐍 🏋 Un environnement OpenAI GYM pour l'émulateur FCEUX de la console Nintendo NES et du jeu Mario Bros. de 1983 + apprentissage par renforcement avec un réseau Double Q pour apprendre à gagner le jeu.
2017 : Jupyter-NBConvert-OCaml , permet l'exportation de carnets de notes Jupyter 📓 écrits dans le langage 🐫 OCaml, en écrivant un exporteur "NBConvert" (et le noyau ocaml-jupyter)
2017 : petites bibliothèques Python 🐍 (Lempel-Ziv_Complexity) et Julia (LempelZiv.jl) pour calculer la complexité de Lempel-Ziv entre deux chaînes binaires. Publiées sur Pypi et METADATA.jl.
2016 : uLogMe , un logiciel de suivi d'activité personnelle pour GNU/Linux, avec un surcoût CPU nul et des jolies visualisations.
2013 : StrapDown.js , Un super outil Javascript pour rapidement publier de jolies pages sur Internet, écrites en Markdown et sans compilation. Script léger .
Depuis 2012 : Mon C.V. 🎓, est distribué en accès libre et sous licence libre, hebergé moi-même.