Ces dernières décennies ont vu une évolution remarquable du contexte économique des entreprises. Ceci est dû certainement à la compétition fortement croissante à laquelle elles sont confrontées. Cette forte concurrence a entraîné les entreprises à investiguer des voies pour améliorer leurs performances économiques tout en répondant aux mieux aux exigences de leurs clients. La clé de la réussite de la majorité des entreprises réside dans la mise en place d’une méthode de gestion économique des différentes fonctions. Les industriels et les chercheurs ont prouvé l’existence d’une forte interaction entre trois fonctions fondamentales de l’entreprise ; la maintenance, la production et la qualité. Ils ont démontrés qu’une gestion indépendante de ces trois fonctions n’est plus efficiente. Suite à ce constat, nous nous sommes intéressés dans ce projet de recherche au développement de nouvelles stratégies de maintenance intégrée à la production et à la qualité. En tenant compte du prix de vente, des coûts de retouche, de la maintenance et ceux de la production, une analyse de l’interdépendance des trois fonctions a permis de réaliser notre objectif qui consiste à maximiser les profits des entreprises. Le but de cette thèse consiste, à proposer des nouvelles approches de maintenance intégrée à la qualité en tenant compte de la dégradation progressive du système de production, son impact sur la qualité des produits finis et l’impact économique des actions de retouche. Des modèles analytiques ont été développés afin d’illustrer les stratégies proposées. L’effet de la dégradation du système de production sur la perte de qualité du produit fini et son impact économique ont été mis en équation par le biais de modèles mathématiques. Dans ce contexte, différentes politiques de maintenance (parfaite, imparfaite, semi parfaite) ont été traitées. L’existence des solutions optimales liées aux variables de décision a été démontrée analytiquement. Enfin, des résolutions numériques, basées sur des cas industriels, ont été présentées afin de valider les résultats théoriques obtenus. La robustesse des modèles analytiques développés a été prouvée par des études de sensibilité / The last few decades have been marked by a remarkable change in the economic environment of companies. It is due certainly to the increasing competition that they face. This strong competition has led companies to investigate new ways to improve their economic performance while meeting their customers' requirements. The key to the success of the majority of companies lies in the implementation of an economic management method of various functions. Industry and researchers have demonstrated a strong interaction between the three fundamental functions of the company; maintenance, production and quality. They have demonstrated that an independent management of these three functions is no more efficient. Following this observation, we were interested in this research project in the development of new maintenance strategies integrated production and quality. Taking into account sales prices, reworking costs, maintenance costs and production costs, an analysis of the interdependence of the three functions enabled us to achieve our goal of maximizing the profits of companies. The purpose of this thesis is to propose new approaches integrated quality and maintenance taking into account the progressive degradation of the production system, its impact on the quality of output products and the economic impact of reworking actions. Analytical models have been developed to illustrate the proposed strategies. The effect of the degradation of the production system on the degradation of quality of output products and its economic impact has been modeled using mathematical models. In this context, various maintenance policies (perfect, imperfect, semi-perfect) have been studied. The existence of optimal solutions related to the decision variables has been analytically demonstrated. Finally, numerical resolutions, based on industrial cases, have been presented in order to illustrate the theoretical results obtained. The robustness of the analytical models developed has been proved by sensitivity studies

Ce sujet de thèse concerne le développement d’analyse des propriétés structurelles en interaction avec des indicateurs de fiabilité. Notre étude porte sur des systèmes structurés (linéaire, bilinéaire ou linéaire à commutations), ces derniers doivent vérifier quelques propriétés importantes pour l’accomplissement de leur mission. Ces propriétés dépendent de la structure du système, d’où l’appellation "propriétés structurelles". La structure du système peut être représentée par un graphe composé de sommets et d’arcs. La vérification des propriétés structurelles dépend principalement de 4 conditions élémentaires de connectivité, de lien, de distance et de couplage complet. Nous avons développé des algorithmes permettant de les exprimer sous forme d’expressions booléennes basées sur les arcs du graphe représentant le système. Nous considérons que chaque arc est lié aux composants du système. Une défaillance au niveau des composants peut provoquer la modification de la structure du système, et donc peut rendre une propriété structurelle insatisfaite. Ainsi, les propriétés structurelles sont écrites sous forme d’expressions booléennes basées sur l’état de fonctionnement des composants. En utilisant les expressions booléennes associées aux propriétés structurelles, leur fiabilité et/ou disponibilité peut être calculée sachant les caractéristiques de sûreté de fonctionnement des composants du système. À travers cette étude, nous pouvons vérifier si, pendant le temps de mission du système, une propriété structurelle restera satisfaite et/ou respectera un niveau de performance exigé par un cahier des charges. / This thesis concerns the development of analysis of structural properties in interaction with indicators of reliability. Our study focuses on (linear, bilinear or switching) structured systems, they must verify some important properties for the accomplishment of their mission. Properties depend on the structure of the system, hence the term "structural properties". The structure of the system can be represented by a graph consisting of vertices and edges. Verification of structural properties depends mainly on four basic conditions of connectivity, link distance and complete linkage. We have developed algorithms to express the form of Boolean expressions based on the edges of the graph representing the system. We consider that each edge is linked to the system components. A failure at the component level can cause changes in the structure of the system, and therefore can make a structural property unsatisfied. Thus, the structural properties are written as boolean expressions based on the operating state of the components. Using boolean expressions associated to the structural properties, reliability and / or availability can be calculated knowing the characteristics of the system components. Through this study, we can check if during the mission time of the system, a structural property remain satisfied and / or comply with a level of performance required by the specifications

Le véhicule électrique est actuellement au coeur des alternatives énergétiques qui permettent de faire face à la croissance du coût du carburant et au réchauffement climatique. En revanche, l’autonomie limitée des batteries des véhicules électriques et l’indisponibilité d’un nombre suffisant de bornes de recharge représentent des enjeux majeurs auxquels se trouvent confrontés les utilisateurs. Le déploiement des véhicules électriques doit alors passer par la conception et l’expérimentation des outils d’aide à la décision pour gestion optimisée et adaptée de l’écosystème du véhicule électrique. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse qui vise à fournir des outils d’aide à la décision pour l’optimisation des usages, de la recharge et des tournées des véhicules électriques dans le cadre industriel. Dans un premier temps, nous proposons d’étudier le problème d’optimisation conjointe de l’affectation et de la recharge des véhicules électriques. L’objectif de ce problème est de maximiser l’usage des véhicules électriques et minimiser les coûts de recharge tout en prenant en compte les contraintes d’ordre opérationnel et technique. Pour résoudre ce problème, nous proposons une méthode exacte et deux heuristiques. Nous comparons les performances de ces méthodes sur des instances réelles et d’autres aléatoires. Nous exposons ensuite plusieurs extensions au problème de base en intégrant de nouvelles fonctions objectif et de nouvelles contraintes. Nous étudions par la suite notre problème de point de vue ordonnancement et nous proposons une étude de complexité et des algorithmes d’approximation avec garantie de performance pour le problème d’ordonnancement d’intervalles sous contraintes d’énergie. Finalement, nous nous intéressons à un nouveau problème de construction de tournées pour une flotte mixte de véhicules électriques et thermiques. Pour résoudre ce problème, nous proposons des heuristiques et des méta-heuristiques hybrides et nous comparons les performances des différentes méthodes sur des instances généralisées de la littérature / Electric Vehicles may decrease transportation-related emissions and provide for less dependence on foreign oil. However, electric vehicles are still facing many weaknesses related to the high purchase prices, limited battery range and scarce charging infrastructure. The deployment of electric vehicles must then involve the design and the deployment of charging infrastructures. Within this study, the overall objective is to provide enhanced optimization methods and decision tools for electric vehicles assignment, charging and routing that are relevant to different real-world constraints. Firstly, we propose to study the joint scheduling and optimal charging of electric vehicles problem. This problem consists in assigning a set of already constructed routes to the available electric and conventional vehicles and in, simultaneously, optimizing the electric vehicles charging costs while ensuring that all constraints are satisfied. The objective of this problem is to maximize the use of EVs and to minimize charging costs. Secondly, we propose different extensions to our baseline problem and we vary the objective functions and the considered constraints. Moreover, our problem can be seen as a fixed interval scheduling problem with complementary constraints of energy. We propose then to study the complexity and the approximability of many variants of this new problem. Finally, we consider a new variant of the electric vehicle routing problem with a heterogeneous fleet of vehicles and we propose different heuristics and metaheuristics to solve it. We test the different solving methods on benchmark instances and we evaluate the efficiency of each method

La minimisation des coûts et la maximisation de la satisfaction du client sont les facteurs majeurs dans le développement des activités d'une entreprise. Ceci pourrait être assuré par les bonnes pratiques de gestion et de prise de décision à travers un processus de planification hiérarchique bien déterminé: Stratégique, tactique et opérationnel. Dans la plupart des cas, les industries manufacturières ont tendance à planifier la production de façon à minimiser les coûts et remédier à la pénurie des produits. Ceci permet à l’entreprise d'avoir une vision stratégique permettant d'optimiser ses activités sur plusieurs plans (maintenance, approvisionnement, qualité...). Mais pour assurer une meilleure optimisation et assurer la continuité de l'entreprise, les managers doivent joindre la maintenance à la production et les considérer comme des systèmes interdépendants. Dans ce contexte, plusieurs travaux ont traité le cas de maintenance intégrée à la production et l'ont considéré comme outil d'optimisation afin de minimiser les coûts et assurer une certaine compétitivité. Des travaux ont aussi intégré la dégradation des machines pour planifier les actions de maintenance. Cependant, la production et la maintenance sont liées à diverses ressources physiques (ouvriers, machines etc..) que l'entreprise doit prendre en considération. Autrefois, les industries ont toujours tendance à se procurer toutes sortes de ressources physiques afin de satisfaire ses demandes. Ces ressources sont alors toujours disponibles, même si elles sont inutilisées pendant certaines périodes de production. Ayant conscience des pertes que peut causer ces ressources en cas de non utilisation, certaines entreprises choisissent de sous-traiter ou de louer quelques ressources pendant une période donné afin de satisfaire une demande bien déterminée. La particularité de notre travail consiste à trouver la quantité des ressources à louer afin de satisfaire la demande. En effet, en s'inspirant du modèle HMMS, qui étudie la planification de la production et des stocks en prenant en considération la variation de nombre de ressources humaines travaillant, on a eu l'idée de transformer le problème et de chercher alors le nombre optimal de machines à louer pendant chaque période. Ayant conscience aussi de l'importance de la planification de maintenance, celle-ci a été intégrée au plan de production afin de trouver la meilleure solution. Le nombre de machines à louer étant variable, on a considéré qu'il varie selon la demande des clients. Des stratégies de maintenance améliorées ainsi que de nouvelles contraintes ont été prises en considération lors la planification des plans de production et de maintenance du système étudié / Ameliorating the situation of an industry requires certainly reducing costs and maximizing the customer satisfaction. These two goals can't be achieved without a good management and a good knowledge of making decision tools. These decisions are generally associated, at least, with three levels of the hierarchical planning process: strategic, tactical and operational levels. Generally, manufacturing industries aims at determining the most adequate production planning which helps them to minimize costs and hedge against capacity shortages. Releasing such an efficient planning urges firms to have a global vision on their production process which may be looked upon as an inter-dependant set of sub systems performing various functions including ordering raw materials, assembling pieces, controlling quality, repairing machines, storage, etc. But, it is worth mentioning that to ensure the continuous productivity of a firm, managers have to focus especially on both production and maintenance sub-systems and consider them as strongly dependent systems. In this context, many researches were carried out in industrial field dealing with joint production and maintenance planning optimization as a solution to minimize costs and guard against important competitiveness. Such an optimization may be more efficient when considering the degradation of workstations over time while scheduling maintenance actions. Moreover, production and maintenance activities deal with diverse physical resources including mainly workforce and workstations. So, it is worth noting that, while making decisions and proposing planning, a special attention should be made on the manner of managing these resources which remain indispensable for the firm's sustainability. Previously, firms used to buy (and recruit) all physical resources required to fulfill orders. So, these resources are always available at the industry even if they are sometimes more and less needless and useless during some production periods. This may take place especially when the firm has to fulfill fluctuating demand causing consequently drastic costs. Aware about the superfluous costs of possessing, for a long period, resources which can be sometimes pointless, subcontracting and leasing have become very important for many manufacturing firms because of the advantage that these solutions can bring. So, nowadays, these industrial solutions are becoming more and more in vogue concerning mainly subcontracting workforce to perform some tasks (maintenance, supervision, audit,...) or leasing workstations in order to produce the required quantities. In the present work, we deal with a new concept, that no previous work has dealt with, consisting on leasing machines depending on the ordered quantities. In fact, inspired mainly from the HMMS model, carried out by a group of economists who studied the production, inventories and workforce planning considering variable number of human resources, we had the idea to transform the problem from a workforce planning problem to a workstations planning one. Also, aware about the drastic importance of managing the production and the maintenance planning simultaneously, we aim in the present work at suggesting a joint production and maintenance planning optimization under leasing constraint. Otherwise, in our work, dealing with many leased machines, we consider that the number of these used machines does not remain constant and may vary from a production period to another depending on a fluctuating demand over a finite time horizon. Moreover, in the present work we aim at performing a disturbance analysis and to study its contribution to the development of conjugated production and maintenance planning considering leasing constraint and taking into account used machines degradation. Improved maintenance strategy and related constraints are also studied in this work in order to obtain optimal production and maintenance schedules

La croissance de la population mondiale et son effet sur la sécurité alimentaire et l'urgence du changement climatique, sont des facteurs qui favorisent des diverses innovations pour accroître l'efficacité de l'utilisation des ressources naturelles. Parmi lesquelles la biomasse est une ressource renouvelable d’une grande disponibilité. Une bioraffinerie peut transformer la biomasse en énergie durable, matériaux et des produits chimiques. Par contre, au début d'un projet de bioraffinerie, des décisions stratégiques doivent être prises. Et ainsi, le processus de décision doit tenir en compte diverses aspects, comme des conditions spécifiques du territoire où le projet est destiné à être déployé. Une étude récente montre que, bien que ce problème ait été traité par la communauté scientifique, l'accent est mis sur les facteurs de rentabilité économique. Cependant, considérer toutes les dimensions de la durabilité, «Économique», «Social», «Environnemental», «Technologique» et «Politique» est essentielle dans ce type de projets. Dans ces conditions, tous les outils d'optimisation disponibles ne conviennent pas. Par conséquent, une étude préliminaire sur les outils d'optimisation multi-objectifs est réalisée. Par la suite, une stratégie d'optimisation intégrant les dimensions de durabilité dans la phase amont du projet a été développée. En fin, le modèle développé a été appliqué à l'étude du déploiement de bioraffineries en Colombie. Ce modèle et son optimisation permettent une meilleure visibilité pour les décideurs, grâce à sa capacité de proposer des scénarios et d’évaluer les compromis de la durabilité en intégrant les préférences des parties prenantes / The growing global population and its effect on food security and the urgency for climate change mitigation, are issues that foster innovations to increase the efficiency of the use of natural resources. Among them, biomass is a renewable resource highly available. A biorefinery can transform biomass in source of energy, materials and chemical products. However, at the early stage of a biorefinery project, strategic decisions have to be made, including location, production capacity or technology to be used, determining the project’s feasibility. As a consequence, the decision process needs to consider several aspects, as the specific conditions of the territory where the project is supposed to be deployed. A recent study shows that despite this problem has been treated by the multiple objective programming community, the main focus has been centered on factors of economic profitability. However, consider the whole dimensions of sustainability, “Economical”, “Social”, “Environmental”, “Technological” and “Political” is essential in this kind of project. Under these conditions, not all available optimization tools are suitable. Hence, a preliminary study about multi-objective optimization tools is realized. Then, a general optimization modeling strategy integrating the sustainability dimensions at the early stage of a biorefinery project is developed. To finish, the developed model is applied to the case study of biorefinery deployment in Colombia. It will permit a better visibility for decision makers, because its capability to propose scenarios and evaluate sustainability trade-offs by integrating stakeholders preferences

La question de l'accès au soin est cruciale dans notre société moderne. Un effet évident de la demande accrue de services de santé est l'augmentation du taux d'occupation dans les hôpitaux. La principale différence entre la dispensation de soins à l'hôpital et au domicile est la suivante: le patient doit se déplacer et toutes les ressources nécessaires à son traitement se trouvent dans le même endroit, tandis que dans les soins délivrés au domicile, les ressources doivent être déplacées au chevet du patient. Il existe plusieurs défis afin de pouvoir réaliser ce changement. Dans cette thèse nous traitons trois problèmes importants dans la conception des structures de soins à domicile. D’abord, la localisation des structures en minimisant les coûts logistiques, où nous développons trois modèles incluant différentes caractéristiques comme du système de santé comme les coûts liés aux déplacements des ressources, la variation de la demande dans le temps et l’existence et évolution des ressource libérales. Ces modèles nous permettent de proposer des localisations robustes dans le temps tout en assurant une couverture maximale et en minimisant les coûts. La deuxième problématique consiste au choix des activités et couverture épidémiologique et spatiale en tenant compte différentes activités et types de ressources, les autorisations pour réaliser les pathologies et la couverture. Deux modèles développés nous ont permis montrer les effets sur l’affectation de la demande et le dimensionnement de ressources induits par changements dans les coûts des libéraux, salaires et d’autorisation de servir la demande. Le troisième problème et celui du dimensionnement de ressources avec incertitudes de demande (volume, épidémiologique et géographique) et le modèle proposé tient compte du problème sous-jacent de déplacement des ressources à l’aide d’une estimation de la tournée réalisée. / The issue of access to heamthcare is crucial in our modern society. One obvious effect of the augmentation of healthcare services demand is the increasing occupancy rates in hospitals. The main difference between the provision of care at the hospital and at home is as follows: the patient is at hospital and all the resources necessary for its treatment are in the same place, while in the care delivered at home, resources must be moved to the bedside. There are several challenges in order to achieve this change. In this thesis we address three important issues in the design of structures of home care. First, the location of structures minimizing logistics costs, where we develop three models with different features such as traveling costs of resources, changes in demand over time and evolution of freelance resources. These models allow us to provide robust location over time while ensuring maximum coverage and minimizing costs. The second issue is the choice of activities, epidemiological and spatial coverage, taking into account different types of activities and resources, permissions to serve some pathologies and coverage. Two models developed allow us to show the effects on the demand allocation and resources planning induced by changes in the costs of freelance professionals and authorization to serve some pathologies. The third problem is the dimensioning of resources with demand uncertainty (volume, epidemiological and geographical) and the proposed model takes into account the underlying problem of moving resources using an estimate of the routes performed.

Nos travaux de recherches sont des travaux supports pour les gestionnaires de l’hôpital Robert Pax de Sarreguemines, et plus généralement de tout centre hospitalier pour développer des approches centrées sur le patient. Nous nous sommes inspirés des approches centrées sur le produit issues du domaine industriel qui ont été proposées pour répondre aux exigences croissantes de gestion des produits dans un environnement de plus en plus incertain. Par analogie, les systèmes de production de soins centrés patient peuvent être assimilés aux systèmes de production de biens centrés produit. Cependant, il ne faut pas perdre de vue la spécificité des systèmes de production de soins : le facteur humain. Cette spécificité est à l’origine de leur caractère complexe, aléatoire et imprévisible. Par ailleurs, les approches de pilotage, que ce soit dans le milieu industriel ou hospitalier, sont majoritairement des modèles mathématiques et des modèles de simulation utilisant une approche de gestion centrée sur une ou plusieurs ressources considérées comme critiques. C’est pourquoi il nous a paru judicieux d’opter pour une approche centrée patient basée sur le paradigme multi-agents. Nous proposons alors, un système multi-agents de pilotage réactif dynamique et distribué centré patient du parcours patient au sein des systèmes hospitaliers. L’alternative que nous proposons consiste à utiliser une approche centrée patient et basée sur les agents permettant de minimiser les délais d’attente, ainsi que la durée de séjour, et par conséquent les coûts des soins, tout en assurant un soin de qualité pour l’ensemble des patients et une meilleure gestion des ressources hospitalières / Through our research, we offer a support tool for the managers in Robert Pax hospital in Sarreguemine (France), and more generally any hospital center wishing to develop a patient centered approach. We were inspired by « product centered » approaches emerging from industrial domain which were proposed to answer the increasing requirements of products management. By analogy, health care systems patient centered can be assimilated to production systems product centered. However, it is important not to lose sight of the specificities of health care systems which is the human factor. This specificity makes this system complex, random and unpredictable. Besides, the approaches used in industrial or hospital environment, are mainly mathematical models and simulation approaches centered on one ore several resources categorized as critical. In that sense, it seemed judicious to choose a patient centered approach based on a multi-agent paradigm. We proposed a Reactive multi-agent control system of the patient flow in healthcare system. The proposed alternative is a patient centered approach allowing to minimize the patients waiting time and the length of their stay and consequently the care costs. The proposed approach also ensures the care quality and an optimal use of the hospital resources

L’un des challenges les plus importants des pays développés ou émergents est de soutenir l’innovation dans les PME. Mais la question centrale ici, est de savoir si l’innovation dépend exclusivement de la disponibilité des ressources. La capacité à innover ne dispose pas d'un cadre de référence pour son évaluation, en raison principalement de sa complexité et sa nature abstraite. Sans les indicateurs appropriés, il est impossible d'établir les objectifs et de déterminer les efforts et les ressources nécessaires pour améliorer la capacité d'innovation. Le laboratoire ERPI a développé une approche d’évaluation de cette capacité privilégiant les pratiques internes qui favorisent l’innovation dans les entreprises (IIP, Indice d’Innovation Potentielle) basée sur des méthodes d’analyse multicritère. Mais une fois obtenu un résultat, quels sont les points sur lesquels une entreprise peut jouer afin d’améliorer son système d'innovation ? Dans cette thèse, nous proposons un modèle d'optimisation qui réplique la procédure d'évaluation de la capacité à innover utilisée par l'IIP et qui nous permettra de générer un plan d'action pour améliorer la capacité à innover des PME. Le modèle considère différents facteurs (la situation particulière de l'entreprise, les efforts économiques associés à la stratégie proposée, etc.) afin de générer le plan d'action le plus approprié aux besoins de chaque PME. Ainsi, trois stratégies potentielles sont proposées : améliorer le classement actuel avec un minimum d'effort, maximiser les économies de ressources, maximiser l’IIP avec un budget défini. Des scénarii sont simulés afin de tester les résultats de la mise en œuvre des différentes stratégies / One of the most important challenges in the current industrial policy of developed and emerging countries is to support innovation in SMEs, issue which has been approach as a problem only dependent on the availability of resources. Innovation capability does not have an appropriate framework of evaluation, mainly because of its complexity and abstract nature. Without proper indicators, it is not possible to establish objectives and identify the efforts and resources necessary for its improvement. In response to this, the ERPI laboratory has developed an evaluation approach of innovation capability, taking into account internal practices to promote innovation. A field of knowledge has been developed in this direction allowing for the proposal of a novel metrology, the Potential Innovation index (PII), based on multi-criteria analysis methods for studying the dynamics within companies. In this thesis, we propose an optimization model that replicates the evaluation procedure of innovation capability to generate an action plan, i.e., the model returns concrete points in which companies can work to improve its innovation system. The model considers factors such as the particular situation of the company, the economic efforts associated with the proposed strategy, the goals of the entrepreneur, etc. Three optimization strategies are proposed: access to a higher category with a minimum of effort, maximize resource efficiency and maximize innovation performance with a defined budget. Scenarios are simulated to test the results of the implementation of the different strategies

Au sein d’un établissement hospitalier, le bloc opératoire représente un des secteurs les plus emblématiques et les plus coûteux. Le fonctionnement du bloc opératoire est orchestré par un programme opératoire qui consiste à construire un planning prévisionnel des interventions chirurgicales à réaliser pendant un horizon donné. La littérature abondante sur le sujet est unanime sur le fait que la construction du programme opératoire est une tâche complexe, car il s’agit non seulement de planifier et d’ordonnancer les interventions, mais aussi de satisfaire des exigences souvent antagonistes. Ce projet est le fruit d’une collaboration entre la Communauté d’Agglomération de Sarreguemines Confluences et la Région Lorraine, des membres du secteur hospitalier (Hôpital Robert Pax de Sarreguemines) et l’équipe Gestion Industrielle et Logistique (GIL) du Laboratoire de Génie Industriel, de Production et de Maintenance (LGIPM). L’objectif de cette recherche est d’apporter une aide aux gestionnaires du bloc opératoire, qui ont besoin de plus en plus des méthodes et des outils d’aide à la décision en vue d’optimiser leur fonctionnement. Pour répondre à ce besoin nous nous intéressons dans la première partie de cette thèse à la gestion des opérations électives en prenant en compte différentes contraintes et en particulier la disponibilité des chirurgiens. Nous nous plaçons dans le contexte d’une stratégie « open scheduling » et nous proposons deux modèles mathématiques permettant d’élaborer le programme opératoire. La complexité des modèles mathématiques et leur explosion combinatoire rendent difficile la recherche de l’optimum pour des tailles réalistes. Ceci nous a donc amené à proposer une heuristique constructive utilisant le modèle proposé et permettant d’obtenir des solutions là où la méthode exacte ne nous le permettait pas. Dans la seconde partie de cette thèse, nous considérons l’intégralité du processus opératoire (brancardage vers le bloc opératoire, préparation et anesthésie, acte chirurgicale et réveil). Nous modélisons ce processus comme un flow shop hybride à 4 étages avec contrainte de blocage de type RSb, et nous le résolvons à l’aide d’un algorithme génétique dont l’objectif est de synchroniser toutes les ressources nécessaires, en respectant au mieux le programme opératoire prévisionnel. Outre les opérations électives, nous nous intéressons dans la dernière partie aux opérations urgentes. Nous proposons un outil d’aide à la décision pour la gestion des opérations urgentes. En prenant en considération la pathologie et la gravité de l’état du patient, nous distinguons principalement 3 degrés d’urgences et proposons pour chacune un algorithme permettant d’intégrer en temps réel ces opérations dans le programme prévisionnel, tout en minimisant différents critères (temps d’attente avant affectation, heures supplémentaires, décalage par rapport aux anciennes dates de débuts) / The operating theater is one of the most critical and expensive hospital resources. Indeed, a high percentage of hospital admissions are due to surgical interventions. Rising expenditures spur health care organizations to organize their processes more efficiently and effectively. This thesis is supported by the urban community of Sarreguemines-France and the region of Lorraine-France, and is carried out in collaboration with the Centre Hospitalier de Sarreguemines - Hôpital Robert Pax. In the first part of this work, we propose two mathematical programming models to help operating theater managers in developing an optimal operating rooms scheduling. We also propose a constructive heuristic to obtain near optimal results for realistic sizes of the problem. In the second part of our work, the whole scheduling process is modeled as a hybrid four-stage flow shop problem with RSb blocking constraint, and is solved by a genetic algorithm. The objective is to synchronize all the needed resources around the optimal daily schedule obtained with the proposed mathematical model. The last part of our work is dedicated to non-elective surgeries. We propose a decision support tool, guiding the operating room manager, to handle this unpredictable flow of patients. Non-elective patients are classified according to their medical priority. The main contribution of the proposed decision support tool is to provide online assignment strategies to treat each non elective patient category. Proposed assignments are riskless on patient’s health. According to non-elective surgery classes, the proposed adjusted schedule minimizes different criteria such as patient’s waiting time, deviation from the firstly scheduled starting time of a surgery and the amount of resulting overtime

Ces dernières années, un nouveau type de système de production nommé système de production géographiquement dispersé (GDPS) est prôné par de nombreuses entreprises manufacturières internationales. Par cette vision « dispersée », il présente un certain nombre d'avantages tels que l'économie des coûts du produit livré (puisque proche des clients), l'amélioration de la qualité des services (délais de livraison courts, services après-vente de haute qualité) favorisant la pérennité et la compétitivité des entreprises dans un contexte de compétition mondiale. Cependant l’exploitation multi-sites d’un GPDS est confronté à de nombreux défis concernant les normes, les réglementations, la maîtrise des flux de production, et en particulier la planification et l'optimisation de la maintenance en raison de la dispersion géographique des sites de production. Sur ce dernier point et plus globalement la définition d’une stratégie de maintenance adaptée au GDPS, peu d'études ont été menées compte tenu de la jeunesse du sujet et de la complexité des GDPSs (ex. multi-sites, multi-composants). Cette thèse se positionne donc sur ce sujet émergeant avec comme objectif de développer une stratégie de maintenance de regroupement dynamique pour un GDPS en tenant compte de dépendances à la fois aux niveaux composants et sites de production (dépendances économique et géographique) et des impacts des contextes dynamiques (à savoir, taux de détérioration variable des composants, modification des itinéraires de maintenance, possibilités de maintenance, etc.) auxquels il est soumis. Dans cette stratégie, les itinéraires de maintenance et l'ordonnancement sont considérés conjointement dans un modèle global. Le modèle vise à trouver un plan optimal de maintenance et de routage des ressources de maintenance. A cette fin, une structure de coûts et un modèle de dépendance qui prend en compte conjointement la dépendance économique et géographique sont formulés. Ils servent de base à l'élaboration du modèle global de planification et d'ordonnancement de la maintenance et du routage. De plus, pour la recherche de la solution optimale, des algorithmes d’optimisation basés sur l'algorithme génétique et l'algorithme Branch and Bound sont proposés. Enfin, une étude numérique est investiguée pour évaluer la performance, les avantages et aussi les limites de la stratégie proposée. / In the recent years, the Geographically Dispersed Production System (GDPS) with a number of advantages such as saving the product delivered costs (closed to the clients), improving quality of services (short delivery time, high quality after-sales services) has been extensively developed by many manufacturing companies to ensure their competitiveness. In operation, the GPDS faces many challenges concerning standards, regulation, production management, and especially maintenance planning and optimization due to the geographical dispersion of production sites. However, few studies have been developed for maintenance strategies of GDPSs. To face this challenge, the main objective of this thesis is to develop a dynamic grouping maintenance strategy for a GDPS with consideration of dependencies between at both component and site level (economic, geographical dependencies) and impacts of dynamic contexts (i.e. varying deterioration rate of components, change of maintenance routes, maintenance opportunities, etc.). In this strategy, maintenance routing and scheduling are jointly considered in a global model. The model aims at finding an optimal maintenance and routing plan. For this purpose, a cost structure and a dependence model jointly considering economic and geographical dependence are formulated. They are used as a basis for the development of the global model of maintenance routing and scheduling. In addition, to find a joint optimal maintenance and routing plan, advanced algorithms using jointly Genetic Algorithm and Branch and Bound are proposed. Finally, a numerical study is investigated to evaluate the performance and the advantage as well as limits of the proposed maintenance strategy.