Contribution à l’optimisation dans la planification et l’exploitation des systèmes de transport et de santé

Abstract

Les travaux que je présente dans ce mémoire concernent mes activités de recherche dans le domaine de la modélisation et de l’optimisation. L’objectif étant de faire un point complet sur l’ensemble de mes activités et engager une réflexion sur la dynamique à apporter pour l’avenir en matière de recherche. Cette réflexion a permis également de valider des axes de progression afin de construire un projet et des perspectives. Mon domaine de prédilection est la modélisation et la résolution des problèmes de régulation dans les systèmes de transport puis j’ai élargi le spectre aux problèmes de planification et d’optimisation dans les systèmes de santé. J’ai d’abord présenté les travaux de recherche que j’ai réalisés au cours de ma thèse, l’approche de régulation dans les systèmes de transport public qui est basée sur l’utilisation des réseaux de Pétri pour la modélisation et les algorithmes évolutionnistes pour la résolution. J’ai ensuite présenté en détails les thématiques de recherche entamées dès mon arrivée à l’université de Technologie de Belfort Montbéliard. Ces thématiques ont porté essentiellement sur la régulation du trafic routier. J’ai proposé une modélisation du trafic au niveaux des intersections par les réseaux de Pétri hybrides ainsi que des heuristiques permettant de réduire les temps d’attente des véhicules (au feu rouge) ainsi que la longueur des files d’attente. La problématique de contrôle des feux de signalisation dans les intersections a aussi été formulée grâce à un processus décisionnel de Markov et la résolution a été réalisée avec la programmation dynamique dans le cas d’une intersection isolée et avec la programmation dynamique avec approximation de la fonction de valeur dans le cas d’un réseau d’intersections. Parallèlement à ce travail, je me suis intéressé aux problèmes de régulation aux niveaux des intersections autonomes (sans feux de signalisation) dites aussi des intersections intelligentes en exploitant les nouvelles technologies de communication sans fil avec les deux différents types de communications, inter-véhiculaires (V2V) et avec l’infrastructure routière (V2I) et ceci grâce aux dispositifs embarqués qui équipent ces véhicules. Nous avons développé des approches de régulation basées sur la méthode de séparation et d’évaluation progressive dans le cas d’un carrefour de taille moyenne et des heuristiques évolutionnistes dans le cas d’un carrefour de grande taille. La définition de quelques propriétés structurales de la solution optimale a conduit à un calcul des bornes inférieures efficaces réduisant ainsi l’espace de recherche et accélérant la convergence de l’algorithme. Je me suis ensuite intéressés aux problématiques de planification et d’optimisation dans les systèmes de santé et plus particulièrement aux problèmes de planification et d’affectation du personnel dans les hôpitaux de réadaptation ainsi qu’aux problèmes de planification et de routage dans les systèmes de soins à domicile. Une modélisation basée sur la programmation linéaire en nombres entiers et une résolution basée sur la recherche Coucou (Cuckoo Search) sont proposées. Je continue actuellement mes recherches pour développer d’autres méthodes et d’autres heuristiques afin de répondre aux problématiques rencontrées dans les systèmes de santé.