Les consommables (médicaments, poches nutritives, ...) et les matériels à usage unique (instruments de suture, seringues, gants, ...) constituent un des flux les plus important en fréquence et en valeur dans les établissements hospitaliers. La maîtriser de leur approvisionnement vis-à-vis des besoins des services hospitaliers, définit un enjeu de sécurité des patients et de contrôle des coûts issus de leur stockage ainsi que de leur péremption. La problématique rencontrée pose plusieurs questions d'ordre stratégique. Comment peut-on dimensionner les flux des activités d'une pharmacie d'hôpital ? L'organisation actuelle de la chaîne et des zones de stockages des produits pharmaceutiques est-elle conforme aux meilleures pratiques dans le secteur hospitalier ? Dans la négative, quelle organisation doit-on chercher ? La gestion des approvisionnements et des stocks à la pharmacie d'établissement ainsi que dans les services de soins, est-elle optimale ? Pour répondre à ces questions dans le cadre de notre mémoire de thèse, nous avons structuré notre travail en deux parties. La recherche d'une méthodologie d'investigation basée sur un état des connaissances, et sur application sur la pharmacie d'établissement du CHU de la Croix-Rousse. Ces travaux nous ont permis de démontrer que des méthodes d'analyse et outils de résolution issus du manufacturier peuvent être appliqués au domaine hospitalier.

Cette thèse est une illustration de problèmes de Recherche Opérationnelle abordés dans le contexte hospitalier du CHRU de Tours. La problématique considérée relève des transports et plus exactement de tournées de véhicules. Cette thèse s'articule autour de l'étude de deux principaux problèmes : le transport de flux de produits et le transport de flux de patients. Le premier problème de tournées de véhicules concerne toute la gestion des différents types de flux logistiques (logistique hôtelière, pharmacie, lingerie, plateaux repas, etc.) à livrer ou à collecter dans les services de soins de chaque hôpital du CHRU de Tours. Le deuxième problème concerne les transports de patients aussi bien urgents (SAMU) que planifiés (Centrale des ambulanciers). Pour résoudre ces problèmes, plusieurs méthodes s'inspirant des techniques de la RO sont proposées : des méthodes exactes (programmation linéaire en nombres entiers), des heuristiques (algorithme glouton, recherche tabou avec et sans mémoire adaptative, algorithme génétique, algorithme mémétique) et des moteurs de simulation à événements discrets ont été développés. Des expérimentations numériques valident l'interêt et la qualité des méthodes développées.

Dans la gestion des systèmes de production de soins, la maîtrise des flux hospitaliers et l'anticipation des tensions sont des enjeux majeurs. Les acteurs du secteur hospitalier et des filières de soins doivent maîtriser des tensions telles les pics d'activités et les engorgements de services qui sont liées aux flux des patients et aux flux des processus de soins. Ils sont toutefois démunis en méthodologies et outils d'aide à la décision et de pilotage adaptés. Cette thèse a pour but d’étudier et de développer la modélisation, l'optimisation et la mise en œuvre d'un Système d’Aide à l’amélioration de la prise en charge des patients en mode normal et en mode tension dans les Services des Urgences Pédiatriques (SUP) du CHRU de Lille. L’objectif de cette thèse est de proposer des solutions appropriées au SUP permettant d’améliorer la prise en charge des patients en termes de temps d’attente. Nous avons donc modélisé le processus de prise en charge des patients par l’approche Workflow afin d’identifier les dysfonctionnements au SUP près cette phase de modélisation, nous avons proposé une architecture de résolution à base d’agents afin d’optimiser l’ordonnancement des flux patients et diminuer considérablement leur temps d’attente en périodes des tensions. Ensuite nous avons étudié une démarche d’orchestration dynamique du Workflow par les agents afin de réduire les temps d’attentes des patients en cours d’exécution. Cette these est menée dans le cadre du projet ANR HOST avec la collaboration du SUP de CHRU de Lille. Les résultats des simulations mettent en exergue l’apport de l’alliance entre les systèmes multi-agent et l’optimisation pour l’aide à la décision. / In the healthcare production management systems, the control of the patient flows and the anticipation of the tensions are major issues. Due to the increasing the crowding situations and their consequences, there is an ever increasing emphasis on the ability of the actors in hospital and healthcare pathways to manage the patient health care process. They must be able to control the crowding (peaks of activities, congestion of services) that are related to patient and healthcare processes flows. However, decision makers do not have sufficient methodologies and decision support tools adapted for controlling the patient flows.This thesis aims to investigate and develop modeling, optimization and implementation of a Support System to improve the care of patients in normal situation and crowding situation in Services Pediatric Emergencies (SUP) of the Lille University Hospital. The objective of this thesis is to propose appropriate solutions to the SUP to improve care for patients in terms of wait times. We therefore modeled the process of care for patients by Workflow approach to identify malfunctions in the SUP near the modeling phase; we proposed a resolution of agent-based architecture to optimize scheduling patient flow and significantly decrease their waiting time during periods of tension. Then we studied a dynamic process orchestration workflow by agents to reduce the expectations of patients running time. This thesis is conducted under the ANR HOST project in collaboration with the Lille University Hospital SUP. The simulation results highlight the contribution of the alliance between the multi-agent systems and optimization for decision support

Le service des urgences est un important service de soins qui représente le goulot d'étranglement de l'hôpital. Les urgences sont souvent confrontées à des problèmes de tension dans de nombreux pays à travers le monde. L'une des causes de la tension dans les urgences est l'interférence permanente entre trois types de patients : les patients déjà programmés, les patients non programmés et les patients non programmés urgents. Le but de cette thèse est de contribuer à l'étude et au développement d'un système d’aide à la décision pour améliorer la prise en charge des patients aussi bien en mode de fonctionnement normal qu’en mode tension. Deux principaux processus ont été développé. Un processus d’ordonnancement à horizon glissant en utilisant un algorithme mimétique avec l’intégration des opérateurs génétiques contrôlés pour déterminer un calendrier optimal de passage des patients. Le deuxième processus d’orchestration dynamique, à base d’agents communicants, tient compte de la nature dynamique et incertaine de l'environnement des urgences en actualisant continuellement ce calendrier. Cette orchestration pilote en temps réel le workflow du parcours patient, améliore pas à pas les indicateurs de performance durant l'exécution. Grâce aux comportements des agents et aux protocoles de communication, le système proposé a établi un lien direct en temps réel entre les performances requises sur le terrain et les actions afin de diminuer l'impact de la tension. Les résultats expérimentaux, mis en œuvre au CHRU de Lille, indiquent que l’application de nos approches permet d’améliorer les indicateurs de performance grâce aux pilotage par les agents du workflow en cours exécution. / The emergency department is an important care service that represents the hospital's bottleneck. Emergencies often face overcrowding problems in many countries worldwide. One of the causes of the emergency department overcrowding is the permanent interference between three types of arriving patients: already programmed patients, non-programmed patients and urgent non-programmed patients. The aim of this thesis is to contribute to the study and development a decision support system to improve patient management in both normal and overcrowding situation. Two main processes have been developed. A rolling-horizon scheduling process using a memetic algorithm with the integration of controlled genetic operators to determine an optimal schedule for patient. The second dynamic orchestration process, based on communicating agents, takes into account the dynamic and uncertain nature of the emergency environment by continually updating this schedule for patient. This orchestration monitoring in real time the workflow of the patient pathway improves step by step the performance indicators during the execution. Through agent behaviors and communication protocols, the proposed system has established a direct real-time link between the required performances and the effective actions in order to decrease the overcrowding impact. The experimental results in this thesis, implemented at the Regional University Hospital Center (RUHC) of Lille, justify the interest of the application of our approaches to improve the performance indicators thanks to the agents driven patient pathway workflows during their execution.