Le sujet de thèse s'intéresse à la chimiothérapie à domicile qui est l'effet combiné de l'augmentation des patients atteints du cancer et du succès de l'hospitalisation à domicile. Nous proposons à travers ce mémoire de thèse des solutions appropriées au pilotage de la chaîne de prise en charge de la chimiothérapie à domicile permettant d'évaluer et d'améliorer la performance de celle-ci. La première partie présente le contexte socio-économique de la chimiothérapie à domicile, ainsi que les contraintes réglementaires et organisationnelles pour sa mise en œuvre. La deuxième partie précise les spécificités d'une chaîne de prise en charge de la chimiothérapie à domicile et les problématiques liées à cette chaîne basée sur une revue de la littérature. La troisième partie se focalise sur la modélisation des processus de prise en charge de la chimiothérapie à domicile à partir d'un important travail de terrain. Un modèle générique de la chimiothérapie à domicile est dégagé du travail de modélisation qui constitue le fondement d'une proposition de classification des pratiques de la chimiothérapie à domicile. Un diagnostic individuel et comparatif des différentes familles d'approches sont également présentés dans cette partie. La quatrième partie présente les différentes applications développées pour évaluer et améliorer la performance de la chaîne de prise en charge de la chimiothérapie à domicile. En conclusion, cette thèse apporte une première contribution à la généralisation de la pratique de la chimiothérapie à domicile et au développement d'outils d'aide aux pilotages destinés à l'amélioration de sa réalisation

En réponse aux contraintes économiques, au problème du vieillissement de la population et aussi à la volonté des patients de se faire soigner dans le milieu familial, l’Hospitalisation À Domicile (HAD) prend de plus en plus d’ampleur. Dans ce travail de recherche, nous nous intéressons aux établissements d’hospitalisation à domicile, parmi les différentes problématiques qui existent dans ce domaine, nous étudions le problème de routage et de planification des personnels.Nous développons tout d’abord un modèle de programmation linéaire en nombres entiers qui permet de formuler clairement les contraintes du problème.Nous présentons par la suite, une matheuristique permettant de résoudre le problème défini sur une journée de planification. Nous développons également une variante de notre matheuristique sur un horizon de 14 jours. Cette dernière prend en considération plusieurs contraintes en plus de celles considérées pour la planification sur une journée. Enfin, nous introduisons un problème de réoptimisation de routage et de la planification des personnels pour l’hospitalisation à domicile et présentons quelques approches de résolutions. Ces différentes méthodes combinent des heuristiques, la programmation dynamique et la programmation mathématique. / Home health care (HHC), i.e., visiting and nursing patients athome, is a growing sector in the medical care system. There fore, the optimal scheduling of the health care staffs arises. The objective of this problem consists in constructing routes and rosters for the staffs while optimizing costs. We propose an integer linear programming formulation (ILP) that clearly formulate the constraints of the problem. We present a matheuristic to solve the daily routing and rostering problem. We also develop a variant of our matheuristic defined for a period of 14 days. It takes into account several constraints in addition to those considered in the daily planning. Finally, we introduce the problem of reoptimizing the routing and rostering staffs and we give some ideas to solve this problem. These methods combine heuristic algorithms, dynamic programming and mathematical programming.

Dans ce travail de recherche, l’intérêt est porté sur les établissements d’hospitalisation à domicile (HAD) avec l’objectif de développer une approche systématique et globale d’optimisation des soins à domicile dans le but de réduire les dépenses du domaine de la santé tout en satisfaisant une bonne qualité de service. Ce travail de recherche a pour objectif de proposer des modèles mathématiques, étudier les propriétés de ces modèles et développer des méthodes d’optimisation. La prise en compte des principales sources d’incertitudes dans la planification des soins à domicile est un objectif majeur de cette thèse. Dans ce travail, nous nous intéressons à trois problématiques distinctes issues du domaine d’HAD. La première concerne la planification multipériode des tournées des infirmiers en hospitalisation à domicile dont l’objectif consiste étudier le problème de la planification des soins à domicile sur plusieurs périodes en tenant compte de l’aspect de l’incertitude pour chaque période. Un plan hebdomadaire optimisé est donc établi afin de faciliter l’insertion des nouvelles demandes qui arrivent au cours de la semaine. Dans une deuxième problématique, nous étudions le problème de la planification des soins à domicile en tenant en compte de l’aspect de la pénibilité. Nous considérons ce concept comme résultant d’une situation de travail difficile et contraignante, pouvant causer un désintérêt, une situation de stress, voire une dégradation de l’état de santé du travailleur. La dernière problématique porte sur le problème de sectorisation qui impacte au niveau tactique la qualité de soin et de condition de travail pouvant être proposée. / The focus of this research is home health care activities planning. We aim to develop a global systematic approach in order to reduce costs of health care while satisfying a good quality of service. We propose mathematical modelsand we develop optimization methods. The major objective of this thesis is the consideration of the main sources of uncertainty in home health care planning. We are interested in three issues. The first is related to the multi-period home health care planning. An optimized weekly plan is established with a distribution of dle times that allows to insert new demands. We also study drudgery in the activities planning. We consider drudgery as constraining work, which can cause lack of interest or stress. The last topic concerns the districting problem as a key issue in an optimized home health care system organisation.

Cette thèse porte sur la planification des tournées de soins pour l'hospitalisation à domicile. Sous l'impulsion des différentes politiques publiques de santé mises en place en France, la demande des patients de recevoir leur traitement dans un environnement familier et sécurisant n'a cessé de croître. Faisant apparaître de nouvelles problématiques d'organisation au sein des établissements d'hospitalisation à domicile, notre travail porte sur l'optimisation de la planification des tournées de soins en considérant des contraintes médicales, logistiques et économiques. Dans un premier temps, nous étudions la planification des tournées de soins hospitaliers à domicile en portant un intérêt particulier aux contraintes de fenêtres de temps et de synchronisation des visites. En rendant ces contraintes souples, nous apportons plus de flexibilité à la modélisation du problème en définissant individuellement les souhaits des patients pour recevoir leurs soins afin d'améliorer la qualité de la planification obtenue et la satisfaction des patients. Dans un second temps, nous intégrons à notre modélisation l'équilibrage de la charge de travail du personnel soignant. Cet aspect ne doit en effet pas être négligé afin d'obtenir une certaine équité et s'assurer de l'applicabilité de notre solution. Par la suite, nous étudions le problème sous sa forme multi-objectif. La hiérarchisation des objectifs pouvant se révéler déroutante pour les décideurs, nous proposons un algorithme mémétique multi-objectif afin d'obtenir un ensemble de solutions représentant différents compromis entre les objectifs. Enfin, la dernière partie de cette thèse s'intéresse à la planification des tournées de soins hospitaliers à domicile dans un contexte multi-centre de soins. La dispersion géographique des patients sur le territoire pouvant entraîner l'ouverture de nouveaux centres de soins, l'affectation des soignants aux centres de soins devient un nouvel aspect à optimiser. Pour chaque problématique, des expériences sont réalisées afin d'évaluer la qualité de nos méthodes de résolution sur des instances de la littérature. / This thesis deals with the planning of care routes for home health care. Under the impulse of the various public health policies put in place in France, the demand for patients to receive their treatment in a familiar and safe environment has steadily increased. Revealing new organizational problems in home health care structures, our work focuses on optimizing care routes planning by considering medical, logistical and economic constraints. As a first step, we study the planning of home health care routes with a particular focus on time window and synchronization constraints. By relaxing these constraints, we bring more flexibility to problem modeling by individually defining the wishes of patients to receive their treatment in order to improve the quality of patient planning and patient satisfaction. In a second step, we integrate in our modeling the workload balancing of the caregivers. This aspect must not be neglected in order to obtain fairness and ensure the applicability of our planning. Subsequently, we study the problem in its multi-objective form. The prioritization of objectives may be confusing for the decision makers, we propose a memetic algorithm for multi-objective optimization in order to obtain a set of solutions representing various trade-offs between the objectives. Finally, the last part of this thesis focuses on the assignment of visits and caregivers to home health care centers in a multi-center configuration. The geographical dispersion of patients on the territory may lead to the opening of new centers, the assignment of caregivers to home health care centers is becoming a new aspect to optimize. For each problem, experiments are carried out in order to evaluate the quality of our solving methods on instances of the literature.

L'hospitalisation hors les murs est une expression générique qui désigne toutes les formes de structures accueillant des patients pour une prise en charge longue et régulière nécessitant des soins complexes. Les structures hors les murs doivent assurer une prise en charge sure et d'une qualité au moins identique à celle fourni par l'hôpital, tout en contribuant à la diminution des coûts de la prise en charge. D'où la nécessité d'une gestion efficiente des activités des soignants et des ressources humaines. Dans ce travail de recherche, l'intérêt est porté à la problématique générale de gestion des activités de soins en Hospitalisation À Domicile (HAD). Il s'agit d'une problématique très complexe, car elle vise à résoudre simultanément des sous-problèmes réputés NP - difficiles. Dans cette thèse, nous étudions cette problématique au niveau opérationnel de la conception des tournées des soignants. La démarche adoptée pour ce travail de recherche se base sur trois étapes essentielles. Nous commençons par une étude sur le système de santé et les structures d'HAD en France, tout en mettant en claire les facteurs essentiels de leur fonctionnement. Cette étape sera clôturée par une étude du fonctionnement des systèmes d'HAD dans la région Rhône-Alpes, en se basant sur les retours du projet régional Organisation des Soins A Domicile (OSAD). La deuxième étape concerne les problématiques de gestion et la planification des activités de soins et des ressources humaines en HAD. Ce travail conduira à l'élaboration d'une classification des problématiques de la gestion des activités en HAD. En se basant sur la classification identifiée précédemment, nous définissons, les axes de complexité de ce problème : (i) le nombre d'activités de soins par soignant, (ii) la dépendance temporelle entre les activités des patients et (iii) la dimension environnementale. Ensuite, nous proposons un ensemble d'approches et d'outils pour la résolution de la problématique des tournées d'infirmiers en HAD, sous différentes contraintes liées à la réalisation des soins et en particulier aux contraintes de dépendances temporelles. Pour répondre à l'ensemble des contraintes et exigences de performance, nous développons une heuristique originale permettant une résolution en un temps compatible avec les contraintes de mise en oeuvre, pour des instances de grande taille

L’hospitalisation hors les murs est une expression générique qui désigne toutes les formes de structures accueillant des patients pour une prise en charge longue et régulière nécessitant des soins complexes. Les structures hors les murs doivent assurer une prise en charge sure et d’une qualité au moins identique à celle fourni par l’hôpital, tout en contribuant à la diminution des coûts de la prise en charge. D’où la nécessité d’une gestion efficiente des activités des soignants et des ressources humaines. Dans ce travail de recherche, l’intérêt est porté à la problématique générale de gestion des activités de soins en Hospitalisation À Domicile (HAD). Il s’agit d’une problématique très complexe, car elle vise à résoudre simultanément des sous-problèmes réputés NP – difficiles. Dans cette thèse, nous étudions cette problématique au niveau opérationnel de la conception des tournées des soignants. La démarche adoptée pour ce travail de recherche se base sur trois étapes essentielles. Nous commençons par une étude sur le système de santé et les structures d’HAD en France, tout en mettant en claire les facteurs essentiels de leur fonctionnement. Cette étape sera clôturée par une étude du fonctionnement des systèmes d’HAD dans la région Rhône-Alpes, en se basant sur les retours du projet régional Organisation des Soins A Domicile (OSAD). La deuxième étape concerne les problématiques de gestion et la planification des activités de soins et des ressources humaines en HAD. Ce travail conduira à l’élaboration d’une classification des problématiques de la gestion des activités en HAD. En se basant sur la classification identifiée précédemment, nous définissons, les axes de complexité de ce problème : (i) le nombre d’activités de soins par soignant, (ii) la dépendance temporelle entre les activités des patients et (iii) la dimension environnementale. Ensuite, nous proposons un ensemble d’approches et d’outils pour la résolution de la problématique des tournées d’infirmiers en HAD, sous différentes contraintes liées à la réalisation des soins et en particulier aux contraintes de dépendances temporelles. Pour répondre à l’ensemble des contraintes et exigences de performance, nous développons une heuristique originale permettant une résolution en un temps compatible avec les contraintes de mise en oeuvre, pour des instances de grande taille / Home care services, is a generic term that gathers different kind of care: provider, agency, and organization. In France, the most important part of the in-home care is performed by HAD (Hospitalization At Home). The HAD concept is defined by decree. The HAD has to provide only complex care in the patient’s home for 24 motives. HAD are hospitals and have to ensure continuity of care for their patients. Our researches focus on the operation management for home care services. This problem is complex; it needs to solve sub-problems known to be NP - hard. In this work, this problem is studied at the operational level in design of tours of caregivers. The approach followed is based on three essential stages. Firstly, we study the health system and the home care structures in France. At the end of this step, we summarize the outcome obtained of the regional project Organization of Home Care Service (Organisation des Soins A Domicile : OSAD) on the home care structures in the Rhône-Alpes region (France). The second step gathers scientific literature about home care management, particularly about problems of management and planning of activities and human resources in the home care structures. This work leads to design a classification in order to management activities issues in home care structures. Based on this classification, we define three complexity axes of the operation management in home care problem, i.e. (i) the rate of the number of care activities per caregiver, (ii) dependency level between the patients’ activities and (iii) the environmental level. In the third stage, we suggest a set of mathematical approaches and tools for solving the problem of caregivers’ tours. Two MIPL model are developed, the first is based on a Traveling Salesman Problem (TSP) with coordination between the caregivers and the second on RCPSP (Ressources Constrained Project Scheduling Problem). Because the both previous models are time consuming, we suggest an original heuristic to solve the TSP coordinated problem, to resolve the care management activities in home care services

Résumé indisponible. / A healthcare network or health system consists of all organizations, actions and people who participate to promote, restore or maintain people’s health. The health care systems in many developed countries are facing increasing costs. The major reason is the changing age distribution of the population with more elderly people in need of support. Increasing healthcare costs has created new alternatives to traditional hospitalization in which one is Home Health Care (HHC). Home health care or domiciliary care is the provision of health care and assistance to people in their own homes, according to a formal assessment of their needs. HHC has attained a specific place in healthcare network. HHC programs have now been successfully implemented in many countries. The purpose of HHC is to provide the care and support needed to assist patients to live independently in their own homes. HHC is primarily performed by means of personal visitations of healthcare workers to patients in their homes, where they provide care assistance according to patients’ needs. In this thesis we have considered different aspects of planning problems for home health care services. The efficient use of resources is necessary in continuous healthcare services. To meet the increased demand of HHC, operation research specialist can play an important role by solving the various combinatorial optimization problems arising in HHC. These problems can be tactical, strategic or operational with respect to planning horizon. Strategic problems are those which help in attaining long term goals or objectives, e.g. higher level of quality for HHC patients and efficient use of resources. These strategic objectives can be achieved through tactical i.e. medium term panning and operational planning i.e. short term planning. The main purpose of our thesis is to identify these potential optimization problems and solve them via recent metaheuristics. HHC is an alternative to traditional hospitalization and has got a significant share in the organization of healthcare in developed countries. The change in aging demographics, recent development in technology and the increase in the demand of healthcare services are major reasons for this rapid growth. Some studies show HHC as a tool to reduce costs of care, which is a major preoccupation in developed countries. Some others reveal that it leads to the improvement of patients’ satisfaction without increasing the resources. Home health care, i.e. visiting and nursing patients in their homes, is a flourishing realm in the medical industry. The number of companies has grown largely both in public and private sectors. The staffing needs for HHC companies have been expanded as well. Also they face the problem of assigning geographically dispersed patients to home healthcare workers and preparing daily schedules for these workers. The challenge of this problem is to combine aspects of vehicle routing and staff rostering. Both of them are well known NP- hard combinatorial optimization problems, it means the amount of computational time required to find solution increases exponentially with problem size. Home healthcare workers scheduling problem is difficult to solve optimally due to presence of large number of constraints. These are two types of constraints: hard constraints and soft constraints. The hard constraints are the restrictions to be fulfilled for the schedules to be applicable and soft constraints are preferences to improve the quality of these schedules. (...)

Aujourd'hui, l'accumulation des risques associés à des facteurs comme l'urbanisation croissante, le changement et la variabilité du climat, le terrorisme, les épidémies ou pandémies animales et humaines ainsi que la mobilité accrue des personnes et des biens de par le monde, ont accru le potentiel perturbateur voire destructeur de divers types de catastrophes. Des plans de gestion de crises sont élaborés pour gérer au mieux la catastrophe engendrée voire l’éviter. L’objectif de ce travail de recherche est de développer des outils d’aide à la décision pour supporter les différentes phases du plan de gestion de crises dédiés aux établissements de soins à domiciles, notamment les phases de préparation et de réponse. Un ensemble de scénarios à étudier prioritairement en considérant les différentes sources de crises et les processus métier impactés, quant à leur fréquence et leurs impacts humain et matériel, a été défini. Une approche originale d’analyse de vulnérabilité basée sur la théorie des graphes et des matrices a été développée. Le but est de pouvoir mesurer l’impact des différentes crises sur la structure d’hospitalisation à domiciles en termes d’acteurs et de flux échangés. En se basant sur cette phase d’évaluation, nous avons proposé : une classification des acteurs de l’HAD, des méthodes pour la conception des stratégies et des contremesures de mitigation pour chaque classe d’acteurs. La problématique d’accès aux soins dans le cadre d’un scénario d’intoxication massive a été abordée. Un modèle de programmation linéaire a été proposé pour simuler le scénario étudié et évaluer ses conséquences. Il modélise l'infection d'origine alimentaire et la réponse médicale dans le cadre d’une collaboration HAD-Hôpital, c.-à-d., un plan blanc élargi. La problématique d’accès aux domiciles des patients a été investiguée dans le cadre d’un scénario de type crue, épisode neigeux etc. L'outil proposé fournit un plan d'évacuation pour les patients critiques à évacuer et un plan de soutien à domicile pour les patients à risque faible qui seront maintenus à domicile, ceci en utilisant des regroupements basés sur l'évaluation du risque de chaque patient. / Today, the accumulation of risks associated with factors such as increasing urbanization, climate change and variability, terrorism, animal and human epidemics or pandemics and enlarged mobility of people and goods have increased the disruptive and even destructive impact of various types of disasters. Crisis management plans are developed to better manage the crisis or even to avoid it. The purpose of this research is to develop decision aid tools to support the different phases of the crisis management plan for home health care (HHC) structures, mainly for preparation and response phases. A set of scenarios, considering the different sources of crises and the impacted business processes, with regard to their frequency and their human and material impacts, have been defined. An original approach of vulnerability analysis based on graph theory and matrix methods has been developed. The objective is to measure the impact of different crises on the HHC structure in terms of actors and exchanged flows. Based on this assessment phase we have proposed a classification of HHC actors. Different methods have been proposed for the design of mitigation strategies and countermeasures for each class of actors. The problem of access to care in the context of a scenario of massive intoxication is considered. A linear programming model has been proposed to simulate the studied scenario and evaluate its consequences. It models a foodborne infection and its medical response as part of a HHC-Hospital collaboration, in the framework of an extended white plan. The issue of access to patients' homes has been investigated in the context of a flood-like scenario. The proposed tool provides an evacuation plan for critical patients to evacuate and a home support plan for low-risk patients who will be kept at home, using clustering based on each patient's risk assessment.