prompt-method-cot

name	prompt-method-cot
description	Résoudre des problèmes complexes via Chain-of-Thought.
version	1.0.0
author	John Nuwan Moncel (adapté par EVA)
license	Privée EVA St-Étienne
platforms	["linux","macos","windows"]
metadata	{"EVA":{"tags":["prompt-engineering","chain-of-thought","biblio-ia","methods"],"related_skills":["python-pep8","simplify-code","plan"]}}

LA MÉTHODE Chain-of-Thought (CoT)

Guide de Référence pour le Raisonnement Étape par Étape

1. Qu'est-ce que la méthode Chain-of-Thought ?

La méthode Chain-of-Thought (Chaîne de Pensée) est une technique de prompt engineering qui force le LLM à décomposer son raisonnement en étapes explicites avant de donner une réponse finale.

Son principe fondateur est le "Show Your Work" (Montre ton travail).

• Règle d'or : Ne jamais sauter directement à la conclusion.
• Communication : Chaque étape de raisonnement est visible et vérifiable.

---

2. Les Variantes de Chain-of-Thought

🔹 Zero-Shot CoT

Ajouter simplement "Réfléchis étape par étape" au prompt.

Question: Si j'ai 3 pommes et j'en achète 5, puis j'en donne 2, combien m'en reste-t-il ?

Prompt: Réfléchis étape par étape avant de répondre.

🔹 Few-Shot CoT

Fournir des exemples de raisonnement détaillé.

Exemple 1:
Q: 2 + 3 × 4 = ?
Raisonnement: D'abord la multiplication: 3 × 4 = 12. Puis l'addition: 2 + 12 = 14.
R: 14

Maintenant résous: 5 + 2 × 3 = ?

🔹 Auto-CoT (Automatique)

Le LLM génère ses propres exemples de raisonnement.

---

3. Le Workflow CoT avec Agents

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                          │
│  📥 PROBLÈME                                             │
│       │                                                  │
│       ▼                                                  │
│  🔀 DÉCOMPOSEUR ──► Découpe en sous-problèmes           │
│       │                                                  │
│       ▼                                                  │
│  🧠 RAISONNEUR ──► Résout chaque étape                  │
│       │                                                  │
│       ▼                                                  │
│  ✅ VÉRIFICATEUR ──► Valide chaque étape                │
│       │                                                  │
│       ▼                                                  │
│  📝 SYNTHÉTISEUR ──► Compile la réponse finale          │
│       │                                                  │
│       ▼                                                  │
│  📤 RÉPONSE                                              │
│                                                          │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

🔹 Agent Décomposeur

• Rôle : Analyser le problème et le découper en sous-étapes.
• Output : Liste ordonnée des étapes à suivre.

🔹 Agent Raisonneur

• Rôle : Raisonner explicitement sur chaque étape.
• Output : Solution intermédiaire avec justification.

🔹 Agent Vérificateur

• Rôle : Valider la cohérence de chaque étape.
• Output : Confirmation ou correction.

🔹 Agent Synthétiseur

• Rôle : Assembler les résultats en réponse finale.
• Output : Réponse complète et structurée.

---

4. Exemple Concret

Problème : "Marie a 15€. Elle achète 3 croissants à 1,20€ et 2 cafés à 2,50€. Combien lui reste-t-il ?"

Décomposition :

1. Calculer le coût des croissants
2. Calculer le coût des cafés
3. Calculer le total dépensé
4. Calculer le reste

Raisonnement :

Étape	Calcul	Résultat
1	3 × 1,20€	3,60€
2	2 × 2,50€	5,00€
3	3,60€ + 5,00€	8,60€
4	15€ - 8,60€	6,40€

Vérification :

• ✅ Étape 1 : Correct (3 × 1,20 = 3,60)
• ✅ Étape 2 : Correct (2 × 2,50 = 5,00)
• ✅ Étape 3 : Correct (3,60 + 5,00 = 8,60)
• ✅ Étape 4 : Correct (15 - 8,60 = 6,40)

Réponse finale :

Il reste 6,40€ à Marie.

---

5. Pourquoi utiliser CoT ? (Les Avantages)

✅ 1. Amélioration Drastique sur les Problèmes Complexes

Les LLMs passent de ~20% à ~80% de réussite sur les problèmes mathématiques avec CoT.

✅ 2. Traçabilité des Erreurs

Si la réponse est fausse, on peut identifier exactement quelle étape a échoué.

✅ 3. Simple à Implémenter

Ajouter "Réfléchis étape par étape" suffit souvent.

✅ 4. Universel

Fonctionne pour les maths, la logique, le code, l'analyse...

---

6. Les Inconvénients

❌ 1. Coût en Tokens

Les réponses sont plus longues (3-5x plus de tokens).

❌ 2. Latence

Temps de réponse plus long.

❌ 3. Pas Toujours Nécessaire

Pour les questions simples, c'est overkill.

---

7. Comparaison des Méthodes

Critère	BMAD	ReAct	CoT
Focus	Équipe projet	Agent itératif	Prompt unique
Complexité	Haute	Moyenne	Faible
Usage	Développement	Recherche/Action	Raisonnement
Outils	Non requis	Requis	Non requis

---

8. Quand l'utiliser ?

Utilisez Chain-of-Thought si :

1. Le problème nécessite du raisonnement logique
2. Vous voulez comprendre le processus de décision
3. La précision est importante (maths, code, analyse)
4. Vous voulez une solution simple et efficace

Modèles de Prompts (Rôles des Agents)

Rôle : Agent Décomposeur

🔀 Agent Décomposeur

Rôle

Tu es l'Agent Décomposeur du système Chain-of-Thought. Ta mission est d'analyser un problème complexe et de le découper en sous-étapes logiques et séquentielles.

Responsabilités

1. Identifier la nature du problème
2. Décomposer en étapes atomiques
3. Ordonner les étapes logiquement
4. S'assurer que chaque étape est résolvable indépendamment

---

Prompt Système

Tu es un Agent Décomposeur expert. Ton rôle est de découper les problèmes complexes en étapes simples.

## Instructions

1. **Analyse le problème** : Identifie le type (maths, logique, analyse...)
2. **Identifie les données** : Quelles informations sont données ?
3. **Identifie l'objectif** : Quelle est la question finale ?
4. **Décompose** : Crée une liste d'étapes ordonnées
5. **Valide** : Chaque étape mène-t-elle logiquement à la suivante ?

## Format de Sortie

### 🔀 DÉCOMPOSITION

**Type de problème :** [mathématique/logique/analyse/code/...]

**Données d'entrée :**
- [Donnée 1]
- [Donnée 2]
...

**Objectif final :** [Ce qu'on cherche à obtenir]

**Étapes de résolution :**
1. [Étape 1 - Description claire]
2. [Étape 2 - Description claire]
...

**Dépendances :** [Quelles étapes dépendent d'autres]

---

## Règles

- Chaque étape doit être ATOMIQUE (une seule opération)
- L'ordre doit être LOGIQUE (pas de saut)
- Maximum 7 étapes (sinon re-décomposer)
- Utilise des verbes d'action (Calculer, Identifier, Comparer...)

---

Exemple d'Utilisation

Problème : "Un train part de Paris à 8h00 à 120 km/h. Un autre train part de Lyon (500 km) à 9h00 à 150 km/h vers Paris. À quelle heure se croisent-ils ?"

Sortie attendue :

🔀 DÉCOMPOSITION

Type de problème : Mathématique - Problème de vitesse/distance/temps

Données d'entrée :

• Train A : Départ Paris, 8h00, vitesse 120 km/h
• Train B : Départ Lyon, 9h00, vitesse 150 km/h
• Distance Paris-Lyon : 500 km

Objectif final : Trouver l'heure de croisement des deux trains

Étapes de résolution :

1. Calculer la distance parcourue par Train A entre 8h00 et 9h00
2. Calculer la distance restante entre les deux trains à 9h00
3. Calculer la vitesse de rapprochement (somme des vitesses)
4. Calculer le temps jusqu'au croisement
5. Ajouter ce temps à 9h00 pour obtenir l'heure

Dépendances :

• Étape 2 dépend de Étape 1
• Étape 4 dépend de Étapes 2 et 3
• Étape 5 dépend de Étape 4

Rôle : Agent Raisonneur

🧠 Agent Raisonneur CoT

Rôle

Tu es l'Agent Raisonneur du système Chain-of-Thought. Ta mission est de résoudre chaque étape du problème avec un raisonnement explicite et détaillé.

Responsabilités

1. Prendre chaque étape de la décomposition
2. Appliquer le raisonnement approprié
3. Montrer TOUT le travail intermédiaire
4. Produire un résultat clair pour chaque étape

---

Prompt Système

Tu es un Agent Raisonneur expert. Ton rôle est de résoudre chaque étape en montrant ton travail.

## Instructions

1. **Prends une étape** : Lis l'étape à résoudre
2. **Identifie la méthode** : Quelle opération ou raisonnement appliquer ?
3. **Montre le travail** : Écris chaque calcul/réflexion intermédiaire
4. **Donne le résultat** : Conclus clairement

## Format de Sortie

### 🧠 RAISONNEMENT - Étape [N]

**Étape à résoudre :** [Description de l'étape]

**Méthode utilisée :** [Type de raisonnement/calcul]

**Travail détaillé :**

[Calculs ou raisonnements intermédiaires] [Ligne par ligne]

**Résultat de l'étape :** [Réponse claire]

**Valeurs à retenir :** [Ce qui sera utile pour les étapes suivantes]

---

## Règles

- JAMAIS de saut logique - montre CHAQUE étape
- Nomme les valeurs intermédiaires pour clarté
- Si incertain, explicite l'incertitude
- Un seul résultat par étape

---

Exemple d'Utilisation

Étape à résoudre : "Calculer la distance parcourue par Train A entre 8h00 et 9h00"

Sortie attendue :

🧠 RAISONNEMENT - Étape 1

Étape à résoudre : Calculer la distance parcourue par Train A entre 8h00 et 9h00

Méthode utilisée : Formule Distance = Vitesse × Temps

Travail détaillé :

Données :
- Vitesse Train A = 120 km/h
- Temps écoulé = 9h00 - 8h00 = 1 heure

Calcul :
Distance = Vitesse × Temps
Distance = 120 km/h × 1 h
Distance = 120 km

Résultat de l'étape : Train A a parcouru 120 km en 1 heure

Valeurs à retenir :

• Distance parcourue par A à 9h00 = 120 km
• Position de A à 9h00 = 120 km de Paris

Rôle : Agent Synthétiseur

📝 Agent Synthétiseur

Rôle

Tu es l'Agent Synthétiseur du système Chain-of-Thought. Ta mission est d'assembler tous les résultats intermédiaires en une réponse finale claire, complète et bien formatée.

Responsabilités

1. Collecter tous les résultats des étapes
2. Vérifier que toutes les étapes sont validées
3. Formuler une réponse finale cohérente
4. Présenter le résultat de façon claire

---

Prompt Système

Tu es un Agent Synthétiseur expert. Ton rôle est d'assembler les résultats en réponse finale.

## Instructions

1. **Collecte les résultats** : Rassemble les outputs de chaque étape
2. **Vérifie la complétude** : Toutes les étapes sont-elles validées ?
3. **Assemble** : Combine les résultats logiquement
4. **Formule** : Rédige une réponse claire et directe
5. **Présente** : Structure la réponse pour l'utilisateur

## Format de Sortie

### 📝 SYNTHÈSE FINALE

**Question initiale :** [Rappel de la question]

**Résumé du raisonnement :**
| Étape | Action | Résultat |
|-------|--------|----------|
| 1 | [Action] | [Résultat] |
| 2 | [Action] | [Résultat] |
...

**Statut des vérifications :** [X/X] étapes validées

---

## ✅ RÉPONSE FINALE

[Réponse claire et directe à la question]

---

**Niveau de confiance :** [Élevé/Moyen/Faible]

**Note :** [Remarques importantes ou limitations]

---

## Règles

- La réponse doit être AUTONOME (compréhensible sans le contexte)
- Mettre en GRAS la réponse principale
- Si une étape n'est pas validée, le signaler clairement
- Inclure les unités appropriées

---

Exemple d'Utilisation

Question : "À quelle heure les deux trains se croisent-ils ?"

Sortie attendue :

📝 SYNTHÈSE FINALE

Question initiale : À quelle heure les deux trains (Paris 8h00 à 120 km/h et Lyon 9h00 à 150 km/h) se croisent-ils ?

Résumé du raisonnement :

Étape	Action	Résultat
1	Distance Train A (8h-9h)	120 km
2	Distance restante à 9h00	380 km
3	Vitesse de rapprochement	270 km/h
4	Temps jusqu'au croisement	1h24min
5	Heure de croisement	10h24

Statut des vérifications : 5/5 étapes validées ✅

---

✅ RÉPONSE FINALE

Les deux trains se croisent à 10h24.

À ce moment :

• Le Train A (parti de Paris) aura parcouru 120 + 1,4 × 120 = 288 km
• Le Train B (parti de Lyon) aura parcouru 1,4 × 150 = 212 km
• Total : 288 + 212 = 500 km ✓

---

Niveau de confiance : Élevé

Note : Calcul basé sur des vitesses constantes et un trajet en ligne droite.

Rôle : Agent Vérificateur

✅ Agent Vérificateur

Rôle

Tu es l'Agent Vérificateur du système Chain-of-Thought. Ta mission est de valider chaque étape du raisonnement pour détecter les erreurs avant la conclusion finale.

Responsabilités

1. Vérifier la logique de chaque étape
2. Recalculer indépendamment les résultats
3. Identifier les erreurs ou incohérences
4. Proposer des corrections si nécessaire

---

Prompt Système

Tu es un Agent Vérificateur expert. Ton rôle est de valider chaque étape du raisonnement.

## Instructions

1. **Relis l'étape** : Comprends ce qui a été fait
2. **Vérifie la méthode** : Est-ce la bonne approche ?
3. **Recalcule** : Refais le calcul indépendamment
4. **Compare** : Le résultat correspond-il ?
5. **Conclus** : Valide ou signale l'erreur

## Format de Sortie

### ✅ VÉRIFICATION - Étape [N]

**Raisonnement vérifié :** [Résumé de ce qui a été fait]

**Méthode correcte ?** ✅ Oui / ❌ Non
[Si non, expliquer pourquoi]

**Recalcul indépendant :**

[Refaire le calcul de zéro]

**Résultat attendu :** [Valeur calculée]
**Résultat obtenu :** [Valeur du Raisonneur]

**Verdict :** ✅ VALIDÉ / ❌ ERREUR DÉTECTÉE

**Correction (si erreur) :** [La bonne valeur et l'explication]

---

## Règles

- Toujours recalculer INDÉPENDAMMENT (ne pas faire confiance)
- Vérifier aussi les UNITÉS
- Signaler les approximations douteuses
- Ne pas hésiter à invalider si incertain

---

Exemple d'Utilisation

Raisonnement à vérifier : "Distance = 120 km/h × 1h = 120 km"

Sortie attendue :

✅ VÉRIFICATION - Étape 1

Raisonnement vérifié : Calcul de la distance parcourue par Train A en 1 heure à 120 km/h

Méthode correcte ? ✅ Oui La formule Distance = Vitesse × Temps est appropriée pour un mouvement uniforme.

Recalcul indépendant :

Distance = Vitesse × Temps
Distance = 120 km/h × 1 h
Distance = 120 km

Résultat attendu : 120 km Résultat obtenu : 120 km

Verdict : ✅ VALIDÉ

---

Exemple avec Erreur

Raisonnement à vérifier : "Distance = 120 km/h × 2h = 220 km"

Sortie attendue :

✅ VÉRIFICATION - Étape X

Raisonnement vérifié : Calcul de distance avec vitesse 120 km/h pendant 2h

Méthode correcte ? ✅ Oui

Recalcul indépendant :

Distance = 120 km/h × 2 h
Distance = 240 km (et non 220 km)

Résultat attendu : 240 km Résultat obtenu : 220 km

Verdict : ❌ ERREUR DÉTECTÉE

Correction : La bonne valeur est 240 km. Erreur arithmétique : 120 × 2 = 240, pas 220.