Efficient algorithms to solve scheduling problems with a variety of optimization criteria

La programmation par contraintes est une technique puissante pour résoudre, entre autres, des problèmes d’ordonnancement de grande envergure. L’ordonnancement vise à allouer dans le temps des tâches à des ressources. Lors de son exécution, une tâche consomme une ressource à un taux constant. Généralement, on cherche à optimiser une fonction objectif telle la durée totale d’un ordonnancement. Résoudre un problème d’ordonnancement signifie trouver quand chaque tâche doit débuter et quelle ressource doit l’exécuter. La plupart des problèmes d’ordonnancement sont NP-Difficiles. Conséquemment, il n’existe aucun algorithme connu capable de les résoudre en temps polynomial. Cependant, il existe des spécialisations aux problèmes d’ordonnancement qui ne sont pas NP-Complet. Ces problèmes peuvent être résolus en temps polynomial en utilisant des algorithmes qui leur sont propres. Notre objectif est d’explorer ces algorithmes d’ordonnancement dans plusieurs contextes variés. Les techniques de filtrage ont beaucoup évolué dans les dernières années en ordonnancement basé sur les contraintes. La proéminence des algorithmes de filtrage repose sur leur habilité à réduire l’arbre de recherche en excluant les valeurs des domaines qui ne participent pas à des solutions au problème. Nous proposons des améliorations et présentons des algorithmes de filtrage plus efficaces pour résoudre des problèmes classiques d’ordonnancement. De plus, nous présentons des adaptations de techniques de filtrage pour le cas où les tâches peuvent être retardées. Nous considérons aussi différentes propriétés de problèmes industriels et résolvons plus efficacement des problèmes où le critère d’optimisation n’est pas nécessairement le moment où la dernière tâche se termine. Par exemple, nous présentons des algorithmes à temps polynomial pour le cas où la quantité de ressources fluctue dans le temps, ou quand le coût d’exécuter une tâche au temps t dépend de t.

Identification des stratégies déployées par les infirmières pour offrir des soins palliatifs en fin de vie dans des unités de soins aigus

La réalité veut que beaucoup de personnes en fin de vie meurent dans des unités de soins aigus. Aussi, les infirmières qui travaillent dans ce milieu ont à prodiguer des soins infirmiers à une clientèle à la fois de soins aigus et de soins palliatifs. Par contre, celles-ci ont à faire face, entre autres, à des contraintes et obstacles organisationnels et environnementaux qui viennent compliquer la prestation de soins infirmiers palliatifs au travers d’une clientèle majoritairement de soins aigus. Il importe donc de savoir comment elles y parviennent. Cette étude exploratoire descriptive a pour but d’explorer et de décrire les stratégies que les infirmières de milieux de soins aigus déploient pour favoriser une pratique optimale de soins palliatifs de fin de vie. Le cadre de référence utilisé est le profil des compétences générales et spécifiques en soins palliatifs attribué aux infirmières du MSSS (2008). Huit participantes (infirmières) travaillant dans des unités de médecine et de cardiologie dans les établissements du CHU de Québec ont été rencontrées. Beaucoup de stratégies ont été identifiées, dont une plus propice à ce milieu soit, « Optimiser le temps passé auprès du patient et sa famille ». La stratégie « Faire de l’enseignement et donner aux proches de l’information » est celle qui revient le plus souvent dans le discours de ces infirmières. Également, on note des divergences quant aux obstacles et aux facteurs favorables mentionnés dans la littérature générale en soins palliatifs.

Impact du stress métabolique sur la programmation épigénétique de l'embryon bovin

Depuis plus de 40 ans, il est connu que les fœtus de mammifères sont sensibles aux conditions métaboliques de la mère durant la gestation. On commence à comprendre aujourd’hui les principes moléculaires de ces observations épidémiologiques. L’épigénétique définit cette nouvelle réalité et semble être la voie par laquelle l’environnement influence l’expression des gènes à plus ou moins long terme. Cette réalité est aussi présente en production laitière où les vaches en plus de montrer une production de lait accrue doivent soutenir le développement d’un fœtus. La forte mobilisation des réserves graisseuses associées à cette condition peut venir modifier la composition du milieu ovarien ainsi qu’utérin, et par le fait même, créer une dysfonction du métabolisme mitochondriale qui provoquera une augmentation du stress oxydatif. Cette modification peut pousser l’ovule ou l’embryon à modifier considérablement sa programmation épigénétique dans le but de s’adapter à ce signe de déficit métabolique. Dans cette étude, nous avons fait subir un stress métabolique à des embryons bovins in vitro afin de valider l’impact d’une telle perturbation sur l’épigénome embryonnaire. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence une tendance à l’hypométhylation dans les régions télomériques de la majorité des chromosomes ainsi que des modifications sur des gènes reliés au métabolisme énergétique. Il devient donc important d’étudier ces modifications sur le développement et les performances futures de l’embryon et ce afin de mieux comprendre les impacts que certains types de rations ou habitudes de régie peuvent avoir sur le potentiel productif et reproductif des animaux de relève. Ces connaissances nous permettront d’adapter notre régie afin de maximiser le potentiel productif des animaux de l’industrie laitière québécoise et de conserver notre place parmi les leaders mondiaux de ce secteur de production.

Effets des contraintes psychosociales au travail sur la détresse psychologique et les absences médicalement certifiées pour problèmes de santé mentale: une étude prospective de 5 ans

Contexte : Les effets cumulés des contraintes psychosociales du modèle déséquilibre efforts-reconnaissance (DER) sur la santé mentale sont peu connus. Aussi, peu d’études ont évalué les effets du DER sur des indicateurs objectifs de problèmes de santé mentale (PSM). Enfin, aucune étude prospective antérieure n’a évalué l’effet combiné des contraintes psychosociales du DER et du modèle demande-latitude (DL) et sur les PSM médicalement certifiés. La présente thèse vise à combler ces limites. Objectifs : 1) Mesurer l’effet de l’exposition cumulée au déséquilibre efforts-reconnaissance sur la prévalence de la détresse psychologique sur une période de cinq ans; 2) Mesurer l’effet du déséquilibre efforts-reconnaissance sur l’incidence des absences médicalement certifiées pour PSM sur une période de cinq ans; 3) Évaluer l’effet indépendant et l’effet combiné des contraintes psychosociales des modèles Demande-Latitude et Déséquilibre Efforts-Reconnaissance sur l’incidence des absences médicalement certifiées pour PSM sur une période de cinq ans. Méthodes : La cohorte était constituée de plus de 2000 hommes et femmes occupant des emplois de cols blancs. La collecte des données a été réalisée à trois reprises avec une moyenne de suivi de cinq ans. À chaque temps, les contraintes psychosociales et la détresse psychologique ont été mesurées à l’aide d’instruments validés. Les absences médicalement certifiées pour PSM ont été récoltées à partir des fichiers administratifs des employeurs. Les PSM ont été modélisés à l’aide des régressions log-binomiale et de Cox. Les analyses ont été réalisées séparément chez les hommes et les femmes, en ajustant pour les principaux facteurs de confusion. Résultats : Chez les hommes et les femmes, une exposition chronique au DER sur trois ans était associée à une prévalence plus élevée de la détresse psychologique. Les effets observés à trois ans ont persisté à cinq ans chez les hommes (Rapport de prévalence (RP)=1,91 (1,20–3,04)) et les femmes (RP=2,48 (1,97–3,11)). Ces effets étaient de plus grande amplitude que ceux observés en utilisant l’exposition initiale à l’entrée dans l’étude (de +0,30 à +0,94). Par ailleurs, les hommes et les femmes exposés au DER présentaient un risque plus élevé d’absences médicalement certifiées pour PSM (Risque relatif (RR)=1,38 (1,08–1,76)), comparés aux travailleurs non-exposés. La faible reconnaissance au travail était associée à un risque important d’absences pour PSM chez les hommes (RR=3,04 (1,46–6,33)) mais pas chez les femmes (RR=1,24 (0,90–1,72)). Chez les femmes uniquement, un effet indépendant du « job strain » (RR=1,50 (1,12–2,07)) et du DER (RR=1,34 (0,98–1,84)), ainsi qu’un effet de l’exposition combinée au « job strain » (demande psychologique élevée et faible latitude décisionnelle) et au DER (RR=1,97 (1,40–2,78)) sur le risque d’absences médicalement certifiées pour PSM ont également été observés. Conclusion : Les résultats de cette thèse supportent l’effet délétère de l’exposition au DER sur la prévalence de la détresse psychologique et sur le risque d’absences médicalement certifiées pour PSM chez les hommes et les femmes. Chez les hommes et les femmes, l’exposition cumulée au DER était associée à une prévalence élevée de la détresse psychologique à trois ans et à cinq ans. De plus, les contraintes psychosociales du DER ont été associées aux absences médicalement certifiés pour PSM. Chez les femmes particulièrement, un effet combiné du « job strain » et du DER était associé à un risque plus élevé d’absences médicalement certifiées pour PSM, que l’exposition à un seul des deux facteurs. Ces résultats suggèrent que la réduction des contraintes psychosociales au travail pourrait contribuer à réduire l’incidence des PSM, incluant les absences médicalement certifiées pour PSM.

L'échantillonnage équilibré par la méthode du cube et la méthode rejective

Au cours de ces dernières années, les techniques d’échantillonnage équilibré ont connu un regain d’intérêt. En effet, ces techniques permettent de reproduire la structure de la population dans des échantillons afin d’améliorer l’efficacité des estimations. La reproduction de cette structure est effectuée par l’introduction des contraintes aux plans de sondage. Encore récemment, des nouvelles procédures d’échantillonnage équilibré ont été proposées. Il s’agit notamment de la méthode du cube présentée par Deville et Tillé (2004) et de l’algorithme réjectif de Fuller (2009). Alors que la première est une méthode exacte de sélection, la seconde est une approche approximative qui admet une certaine tolérance dans la sélection. Alors, après une brève présentation de ces deux méthodes dans le cadre d’un inventaire de pêcheurs, nous comparons à l’aide de simulations Monte Carlo, les plans de sondage produits par ces deux méthodes. Aussi, cela a été l’occasion pour nous de vérifier si ces méthodes modifient les probabilités de sélection des unités.

Contribution à la planification tactique et opérationnelle du transport forestier

Cette thèse est une contribution à la modélisation, la planification et l’optimisation du transport pour l’approvisionnement en bois de forêt des industries de première transformation. Dans ce domaine, les aléas climatiques (mise au sol des bois par les tempêtes), sanitaires (attaques bactériologiques et fongiques des bois) et commerciaux (variabilité et exigence croissante des marchés) poussent les divers acteurs du secteur (entrepreneurs et exploitants forestiers, transporteurs) à revoir l’organisation de la filière logistique d’approvisionnement, afin d’améliorer la qualité de service (adéquation offre-demande) et de diminuer les coûts. L’objectif principal de cette thèse était de proposer un modèle de pilotage améliorant la performance du transport forestier, en respectant les contraintes et les pratiques du secteur. Les résultats établissent une démarche de planification hiérarchique des activités de transport à deux niveaux de décision, tactique et opérationnel. Au niveau tactique, une optimisation multi-périodes permet de répondre aux commandes en minimisant l’activité globale de transport, sous contrainte de capacité agrégée des moyens de transport accessibles. Ce niveau permet de mettre en œuvre des politiques de lissage de charge et d’organisation de sous-traitance ou de partenariats entre acteurs de transport. Au niveau opérationnel, les plans tactiques alloués à chaque transporteur sont désagrégés, pour permettre une optimisation des tournées des flottes, sous contrainte des capacités physiques de ces flottes. Les modèles d’optimisation de chaque niveau sont formalisés en programmation linéaire mixte avec variables binaires. L’applicabilité des modèles a été testée en utilisant un jeu de données industrielles en région Aquitaine et a montré des améliorations significatives d’exploitation des capacités de transport par rapport aux pratiques actuelles. Les modèles de décision ont été conçus pour s’adapter à tout contexte organisationnel, partenarial ou non : la production du plan tactique possède un caractère générique sans présomption de l’organisation, celle-ci étant prise en compte, dans un deuxième temps, au niveau de l’optimisation opérationnelle du plan de transport de chaque acteur.

Sélection d’habitats par les oiseaux de forêt boréale : une analyse écomorphologique

Dans un contexte d’aménagement forestier, la dynamique spatio-temporelle des habitats est susceptible d’isoler les oiseaux nicheurs durant des périodes de plusieurs années, exerçant une pression pour une grande mobilité chez les oiseaux en dispersion. Les grandes distances migratoires de certaines espèces s’ajoutent aux pressions favorisant la mobilité. Par contre, les déplacements dans un feuillage dense peuvent imposer de fortes contraintes aux attributs conférant une grande mobilité aux oiseaux. Du point de vue de la conservation, il serait très utile de prévoir la réponse des différentes espèces d’oiseaux à la fragmentation de leur habitat, à partir de leurs traits écologiques. La morphologie des ailes d’oiseau, notamment la projection des rémiges primaires, est un indicateur clé de mobilité, et pourrait donc servir à de telles prédictions. Malgré les contraintes aérodynamiques, la projection primaire varie considérablement d’une espèce à l’autre. Afin de mieux comprendre les facteurs déterminant cette diversité, j’ai mesuré les ailes de 1017 spécimens vivants de 22 espèces d’oiseaux à la Forêt Montmorency (Québec) en 2013 et 2014. Conformément à mes prédictions, les espèces d’oiseaux dont la projection des primaires était plus longue migrent sur de plus longues distances et vivent dans des habitats ayant un faible indice de densité végétale. Par contre, je n’ai trouvé aucun lien entre la densité moyenne des populations en nidification, un indicateur d’isolement, et la morphologie des ailes. Ces résultats suggèrent que les réponses variées des oiseaux forestiers face à la fragmentation de leurs habitats seraient difficilement prévisibles par la morphologie liée au vol. Mots clés : fragmentation d’habitat, isolement de l’habitat, morphologie des ailes, écomorphologie, distance migratoire, densité de végétation.

Choix en situation d’incertitude: distinction entre les méthodes de calculs utilisées par les individus lors d’ajout d’effet de corrélation

Méthodologie: Équation de Bellman (Programmation dynamique) ; Méthode de la valeur optionnelle