Recommender system with temporal dynamics based on link streams

La recommandation des produits appropriés aux clients est cruciale dans de nombreuses plateformes de e-commerce qui proposent un grand nombre de produits. Les systèmes de recommandation sont une solution favorite pour la réalisation de cette tâche. La majorité des recherches de ce domaine reposent sur des notes explicites que les utilisateurs attribuent aux produits, alors que la plupart du temps ces notes ne sont pas disponibles en quantité suffisante. Il est donc important que les systèmes de recommandation utilisent les données implicites que sont des flots de liens représentant les relations entre les utilisateurs et les produits, c'est-à-dire l'historique de navigation, des achats et de streaming. C'est ce type de données implicites que nous exploitons. Une approche populaire des systèmes de recommandation consiste, pour un entier N donné, à proposer les N produits les plus pertinents pour chaque utilisateur : on parle de recommandation top-N. Pour ce faire, bon nombre de travaux reposent sur des informations telles que les caractéristiques des produits, les goûts et préférences antérieurs des utilisateurs et les relations de confiance entre ces derniers. Cependant, ces systèmes n'utilisent qu'un ou deux types d'information simultanément, ce qui peut limiter leurs performances car l'intérêt qu'un utilisateur a pour un produit peut à la fois dépendre de plus de deux types d'information. Pour remédier à cette limite, nous faisons trois propositions dans le cadre des graphes de recommandation. La première est une extension du Session-based Temporal Graph (STG) introduit par Xiang et al., et qui est un graphe dynamique combinant les préférences à long et à court terme des utilisateurs, ce qui permet de mieux capturer la dynamique des préférences de ces derniers. STG ne tient pas compte des caractéristiques des produits et ne fait aucune différence de poids entre les arêtes les plus récentes et les arêtes les plus anciennes. Le nouveau graphe proposé, Time-weight content-based STG contourne les limites du STG en y intégrant un nouveau type de nœud pour les caractéristiques des produits et une pénalisation des arêtes les plus anciennes. La seconde contribution est un système de recommandation basé sur l'utilisation de Link Stream Graph (LSG). Ce graphe est inspiré d'une représentation des flots de liens et a la particularité de considérer le temps de manière continue contrairement aux autres graphes de la littérature, qui soit ignore la dimension temporelle comme le graphe biparti classique (BIP), soit considère le temps de manière discontinue avec un découpage du temps en tranches comme STG.Recommending appropriate items to users is crucial in many e-commerce platforms that propose a large number of items to users. Recommender systems are one favorite solution for this task. Most research in this area is based on explicit ratings that users give to items, while most of the time, ratings are not available in sufficient quantities. In these situations, it is important that recommender systems use implicit data which are link stream connecting users to items while maintaining timestamps i.e. users browsing, purchases and streaming history. We exploit this type of implicit data in this thesis. One common approach consists in selecting the N most relevant items to each user, for a given N, which is called top-N recommendation. To do so, recommender systems rely on various kinds of information, like content-based features of items, past interest of users for items and trust between users. However, they often use only one or two such pieces of information simultaneously, which can limit their performance because user's interest for an item can depend on more than two types of side information. To address this limitation, we make three contributions in the field of graph-based recommender systems. The first one is an extension of the Session-based Temporal Graph (STG) introduced by Xiang et al., which is a dynamic graph combining long-term and short-term preferences in order to better capture user preferences over time. STG ignores content-based features of items, and make no difference between the weight of newer edges and older edges. The new proposed graph Time-weight Content-based STG addresses STG limitations by adding a new node type for content-based features of items, and a penalization of older edges. The second contribution is the Link Stream Graph (LSG) for temporal recommendations. This graph is inspired by a formal representation of link stream, and has the particularity to consider time in a continuous way unlike others state-of-the-art graphs, which ignore the temporal dimension like the classical bipartite graph (BIP), or consider time discontinuously like STG where time is divided into slices. The third contribution in this thesis is GraFC2T2, a general graph-based framework for top-N recommendation. This framework integrates basic recommender graphs, and enriches them with content-based features of items, users' preferences temporal dynamics, and trust relationships between them. Implementations of these three contributions on CiteUlike, Delicious, Last.fm, Ponpare, Epinions and Ciao datasets confirm their relevanc