Le problème de bin packing consiste à déterminer le nombre minimum de conteneurs (bins) nécessaires pour ranger un ensemble d’objets. Ce problème NP- complet fait depuis de nombreuses années l’objet de multiples travaux de recherche, théoriques et pratiques. On le retrouve entre autres dans l’industrie de découpe de tissu, de l’acier, de bois et de verre. La littérature sur le problème de bin packing est riche et les algorithmes et approches de résolution sont très diverses. Cependant, les solutions proposées par ces algorithmes peuvent ne pas être utiles quand on traite des problèmes industriels réels. Dans cette thèse, nous considérons plusieurs types de contraintes liées à des incompatibilités entre objets. Ces contraintes sont inspirées de celles rencontrées lors d’une collaboration industrielle. Le sujet de recherche de cette thèse porte sur la résolution d’une variété de problèmes de bin packing. Nous nous intéressons à des bornes inférieures et supérieures pour les trois problèmes suivants : un problème de bin packing avec conflits dans lequel des relations de compatibilité sont exprimées entre les couples d’objets ; un problème de bin packing bi-objectif dans lequel deux critères sont à minimiser, le nombre de bins utilisés et le nombre de couples en conflit placés dans le même bin ; un problème de bin packing avec objets fragiles dans lequel la somme des tailles des objets placés dans un bin ne dépasse la fragilité d’aucun de ces objets. / The bin packing problem consists in minimizing the number of containers (bins) needed to place a set of objects. This NP-complete problem has been, for many years, the subject of multiple theoretical and practical researches. It appears in many industrial applications such as cutting steel, wood and glass. The literature on the bin packing problem is rich and the algorithms and resolution approaches are also very are very diversified. However, solutions offered by these algorithms may not be useful when we deal with real industrial problems. In this thesis, we consider several types of constraints such as compatibility relations between objects. These constraints are issued from real life industrial applications. The research topic of this thesis focuses on solving a variety of bin packing problems. We are interested in lower and upper bounds for three problems: a bin packing problem with conflicts in which some compatibility relations exist between pairs of objects, a problem bi-objective bin packing in which two criteria are to minimize: the number of bins used and the number of conflicting couples of objects placed in the same bin, a problem of bin packing with fragile objects in which the sum of the sizes of objects placed in a bin does not exceed the fragility of any of these objects.

Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet " Gestion et Optimisation de la Chaîne Documentaire ", projet labellisé par le Pôle de compétitivité des Industries du Commerce. Le projet a pour but de concevoir et de développer un nouveau workflow et un outil d'aide à la décision. Ce système doit être capable de gérer et d'optimiser le flux complet dématérialisé de contrats reçus à COFIDIS.Nous présentons d'abord le framework retenu dans le cadre du projet pour modéliser et implémenter le workflow. En phase de conception BPMN a été choisi. Pour la partie développement, l'utilisation de BPEL a été préconisée pour implémenter et exécuter l'application finale (services web).Cependant la flexibilité offerte par BPMN peut conduire à des propriétés indésirables du processus telles que blocage et inaccessibilité. De plus, BPMN a été conçu pour fournir des modèles Orientés Process. Les données ou les ressources y sont donc peu représentées. En conséquence, l'analyse de performance sur un modèle BPMN est quasi inexistante.Afin de surmonter ces problèmes nous proposons d'insérer dans le framework deux nouvelles phases. Ces deux phases sont appliquées au modèle BPMN. La première est une phase de vérification et de validation et la deuxième une phase d'optimisation. Ces deux phases sont réalisées en transformant le modèle BPMN vers un langage formel. Notre choix dans ce travail a été d'utiliser les réseaux de Petri. Ce qui nous a permis de vérifier et de valider de bonnes propriétés du process. Quant à l'optimisation, nous avons défini une nouvelle variante du problème d'affectation (bin packing problem) et proposé une résolution à intégrer dans le processus d'aide à la décision

Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet « Gestion et Optimisation de la Chaîne Documentaire », projet labellisé par le Pôle de compétitivité des Industries du Commerce. Le projet a pour but de concevoir et de développer un nouveau workflow et un outil d’aide à la décision. Ce système doit être capable de gérer et d’optimiser le flux complet dématérialisé de contrats reçus à COFIDIS.Nous présentons d’abord le framework retenu dans le cadre du projet pour modéliser et implémenter le workflow. En phase de conception BPMN a été choisi. Pour la partie développement, l’utilisation de BPEL a été préconisée pour implémenter et exécuter l'application finale (services web).Cependant la flexibilité offerte par BPMN peut conduire à des propriétés indésirables du processus telles que blocage et inaccessibilité. De plus, BPMN a été conçu pour fournir des modèles Orientés Process. Les données ou les ressources y sont donc peu représentées. En conséquence, l'analyse de performance sur un modèle BPMN est quasi inexistante.Afin de surmonter ces problèmes nous proposons d’insérer dans le framework deux nouvelles phases. Ces deux phases sont appliquées au modèle BPMN. La première est une phase de vérification et de validation et la deuxième une phase d'optimisation. Ces deux phases sont réalisées en transformant le modèle BPMN vers un langage formel. Notre choix dans ce travail a été d'utiliser les réseaux de Petri. Ce qui nous a permis de vérifier et de valider de bonnes propriétés du process. Quant à l’optimisation, nous avons défini une nouvelle variante du problème d’affectation (bin packing problem) et proposé une résolution à intégrer dans le processus d’aide à la décision / This thesis has been realized as a part of the project GOCD (French acronym for Management and optimization of document life cycle) and within the context of the French competitive cluster PICOM. The project aims to design and develop a new paperless workflow system and decision making tool to replace the current paper based system. The new workflow system must manage and optimize received credit demands at COFIDIS.The first part of this thesis presents and discusses a framework to model and implement workflow systems. The proposed framework allows more flexibility in workflow reengineering process and operational analysis for different business process. The proposed framework uses the most recent and promising language to model and execute workflow the Business Process Modeling Notation (BPMN) and Business Process Execution Language (BPEL).The flexibility offered by BPMN can also lead to undesirable properties for business process such as deadlocks and unreachablity. More, BPMN notation was designed to model business process, and little consideration was concentrated to represent data and resources. As a result, carrying out performance analysis on a BPMN model is also limited.To overcome these problems, we propose two additional phases in the reengineering process. They are applied to the target BPMN model. The first phase is verification and validation and the second one is optimization. These two phases are realized by transforming the BPMN model to a formal language, Petri nets. As for optimization, a new variant of bin packing problem has been defined. And we propose to integrate its resolution in a decision making tool

Les travaux de thèse présentés s’intéressent à l’optimisation des activités d’un bloc opératoire. Ces activités concernent les interventions chirurgicales à planifier et les interventions de maintenance préventive sur les équipements dans les salles d’opération. Une solution est la synchronisation de ces activités lors de la construction du planning opératoire au niveau opératoire. Nous dissocions deux stratégies de programmation opératoire : programmation ouverte et programmation avec allocation préalable des plages horaires aux chirurgiens. Pour chacune des stratégies, nous considérons deux cas : le cas où l’heure de début d’une intervention de maintenance dans la salle est fixée, ladite intervention précédant l’affection des interventions chirurgicales dans les salles. Le second cas étant celui où l’heure de début de maintenance varie dans un intervalle entre une heure de début minimum et une heure de début maximum, avec l’intervention de maintenance placée a posteriori.Nous faisons plusieurs propositions de méthodes (exactes et approchées), y compris une méthode hybride, qui repose sur le couplage entre une métaheuristique et une heuristique. Les résultats obtenus sur des instances générées en concertation avec le monde hospitalier sont intéressants. / The presented dissertation is about the optimization of hospital systems, more precisely the optimization of the activities of an operation theatre. These activities showcase the surgical procedures to be planned and the preventive maintenance interventions on the equipment in the operating rooms. One solution is the synchronization of these activities during the construction of the operational planning at the operational level.We dissociate two operating programming strategies: Open Scheduling or Open programming and Block Scheduling or Programming with prior allocation of times to surgeons. For each strategy two cases are considered: the first case is where the time of beginning of a maintenance intervention in the room is fixed - this intervention preceding the affection of the surgical interventions in the rooms. The second case is where the maintenance start time varies in the interval between a minimum start time and a maximum start time, with the maintenance intervention placed beforehand. We make several proposition’s methods (exact and approximate), including a hybrid method, which is based on the coupling between a metaheuristic and a heuristic. The results obtained on bodies generated in consultation with the hospital’s world are interesting.