Recherche opérationnelle
Qu’est-ce que la recherche opérationnelle
- Présentation du cours
- Qu'est-ce que la recherche opérationnelle
- Modéliser un problème de décision
- Le programme linéaire et ses formes
- La résolution graphique
- Le simplexe, la méthode
- Le simplexe, les cas particuliers
- La dualité
- L'analyse de sensibilité
- Le problème de transport
- Le problème d'affectation
- Les graphes, vocabulaire et représentation
- Le plus court chemin
- Le flot maximal
- L'ordonnancement de projet
- La programmation en nombres entiers
- Gestion des stocks et files d'attente
Recherche opérationnelle
Introduction : Qu’est-ce que la recherche opérationnelle
Prérequis
Ce que ce cours suppose acquis
Les cours qui précèdent
Mathématiques pour la gestion ou Algèbre linéaire : résoudre un système linéaire, manipuler une matrice, lire une droite dans un plan.
Les notions mobilisées
Le pivot de Gauss, l’inverse d’une matrice, l’équation d’une droite, l’idée d’inégalité linéaire. Rien de plus.
Ce que le cours établit lui-même
Repris depuis le début
Le simplexe, la dualité et la théorie des graphes sont construits depuis leur définition. Aucune familiarité n’est supposée.
La dérivée n’apparaît qu’au dernier chapitre, et le raisonnement y est mené en différences pour ceux qui ne l’ont pas vue.
Née d’une guerre
L’origine
1937 - 1945
Le mot naît en Angleterre : operational research, l’étude des opérations militaires par des équipes de scientifiques.
Où placer les radars, quelle taille donner aux convois, comment répartir les patrouilles anti-sous-marines.
Le problème des convois
Faut-il de nombreux petits convois ou peu de gros ? Le calcul montre que les pertes dépendent du périmètre à escorter, qui croît comme la racine du nombre de navires.
Un gros convoi est donc plus sûr qu’une multitude de petits — contre-intuitif, et vérifié.
Le passage à l’entreprise
Après 1945
Les mêmes équipes appliquent les mêmes méthodes aux raffineries, aux compagnies aériennes, aux réseaux téléphoniques.
1947 — Dantzig invente le simplexe. 1951 — première résolution sur ordinateur. Le champ devient une discipline enseignée.
Ce que le nom garde de son origine
Opérationnelle signifie : tournée vers la décision à prendre, non vers la connaissance pour elle-même.
La question n’est jamais « comment cela fonctionne-t-il ? » mais « que dois-je faire ? »
Un problème d’optimisation
Les trois ingrédients
Toujours les mêmes
- Des variables de décision — ce que l’on choisit.
- Une fonction objectif — ce que l’on veut maximiser ou minimiser.
- Des contraintes — ce que l’on ne peut pas dépasser.
L’atelier de maroquinerie
Un atelier fabrique deux modèles de sacs, A et B.
| Découpe | Couture | Marge | |
|---|---|---|---|
| Sac A | 2 h | 1 h | 30 DH |
| Sac B | 1 h | 1 h | 25 DH |
| Disponible | 100 h | 80 h |
Ce que l’exemple demande
La question
Combien de sacs A et combien de sacs B produire cette semaine pour gagner le plus possible, sans dépasser les heures disponibles ?
Pourquoi ce n’est pas évident
Le sac A rapporte plus à l’unité — 30 contre 25 —, mais il consomme deux fois plus de découpe.
Le bien le plus rentable n’est pas forcément celui qu’il faut produire le plus, parce qu’il mobilise une ressource rare. C’est le cœur de tout le cours.
Ce fil ne sera pas lâché
Le même exemple, cinq fois
| Chapitre | Ce qu’on en fait |
|---|---|
| 3 | On l’écrit sous forme standard |
| 4 | On le résout graphiquement |
| 5 | On le résout par le simplexe |
| 7 | On lit son dual |
| 8 | On fait son analyse de sensibilité |
L’intérêt de la répétition
Cinq méthodes donnent le même nombre. Ce que l’étudiant apprend, ce n’est pas le nombre : c’est ce que chaque méthode apporte que les autres n’ont pas.
La carte du cours
Quatre familles de problèmes
Ce que la recherche opérationnelle sait résoudre
Répartir une ressource rare — programmation linéaire, chapitres 2 à 7.
Acheminer — transport et affectation, chapitres 8 et 9.
Parcourir un réseau — chemins, flots, ordonnancement, chapitres 10 à 13.
Décider en nombres entiers ou dans le temps — chapitres 14 et 15.
Un point commun à toutes
Dans les quatre familles, l’ensemble des solutions possibles est fini ou borné, et l’on cherche la meilleure.
La difficulté n’est jamais de trouver une solution : c’est de prouver qu’il n’y en a pas de meilleure.
La démarche, en cinq temps
De la question au chiffre
- Formuler — traduire le problème en variables, objectif, contraintes.
- Résoudre — appliquer l’algorithme adapté.
- Interpréter — que dit le résultat en termes de gestion ?
- Tester la robustesse — que se passe-t-il si les données changent ?
- Décider — le modèle conseille, il ne décide pas.
L’étape la plus difficile est la première
Un modèle mal formulé se résout parfaitement et répond à une autre question que celle qu’on posait.
C’est l’erreur la plus coûteuse du domaine, et c’est pourquoi le chapitre 1 lui est entièrement consacré.
Ce qu’il faut retenir
Le résumé du chapitre
Cinq points
- La recherche opérationnelle naît de problèmes militaires en 1937, et passe à l’entreprise après 1945.
- Elle répond à « que dois-je faire ? », non à « comment cela fonctionne-t-il ? ».
- Un problème d’optimisation a trois ingrédients : variables, objectif, contraintes.
- Le bien le plus rentable à l’unité n’est pas celui qu’il faut produire le plus.
- La difficulté n’est pas de trouver une solution, mais de prouver qu’elle est la meilleure.
La suite
Le chapitre 1 s’arrête sur l’étape que les manuels expédient : traduire un problème réel, écrit en français, en un système d’inégalités.
Ressources du chapitre
- Diapositives
- Polycopié du chapitre
- Exercices corrigés
- Application interactive
- — Vidéo
- QCM (bientôt)