La modélisation graphique de la planification des projets

INTRODUCTION GÉNÉRALE

Bien que le domaine de la planification et du contrôle des projets ait fait l’objet de nombreuses études et recherches pertinentes pendant plusieurs décennies et bien que plusieurs systèmes aient été réalisés depuis utilisant des investissements considérables, pour plusieurs, l’utilisation des méthodes et des outils actuels reste une tâche complexe qui génère des coûts importants. Cette source de complexité provient du fait que les informations concernant l’ingénierie, la procuration et les opérations de construction sont trop étendues pour qu’une simple modélisation traditionnelle des réseaux d’ordonnancement soit vouée à les présenter fidèlement et clairement. Le présent travail de recherche v1se une contribution au développement de la modélisation graphique de la planification. Toute évolution de la performance de modélisation qui la rende plus acceptable pour les utilisateurs est considérée comme un avancement de la science. Cette évolution doit être autant du point de vue visuel que fidélité de représentation.

Une modélisation peut être très visuelle mais ne représenter qu’une quantité limitée d’information. Au contraire, une modélisation pourra être très fidèle au projet mais avec une mauvaise clarté visuelle. Avec une modélisation fidèle et visuelle, nous produisons ainsi un genre de système d’aide à la décision sans base de connaissance formelle.Cette thèse, fait état du concept théorique, du modèle mathématique, de l’approche de modélisation d’une nouvelle modélisation, qui est estimée, capable de répondre aux attentes des gestionnaires. Cette méthode est intitulée méthode chronographique.

La modélisation graphique

De l’avis de plusieurs, une image vaut mieux que mille mots parce qu’elle permet un plus grand débit d’information que le texte et car elle est comprise globalement et non séquentiellement par l’être humain. La quantité d’information contenue dans une image est aussi importante. De plus, il est possible de jouer sur de nombreux paramètres facilement identifiables (forme, intensité, couleur et texture). Ces paramètres peuvent prendre des valeurs différentes en tout point de la surface de l’image et aussi évoluer dans le temps.

La modélisation graphique est une opération pour construire, à travers une image, un plan ou un schéma, le modèle d’un système complexe, afin d’étudier le rôle de chacun de ses éléments. Selon Vemadet (1996) un modèle est une représentation abstraite d’une situation réelle ou d’un comportement au moyen d’un langage ou d’une expression.

En général, le modèle est moins complexe que la réalité, mais il doit être suffisamment complet pour simuler au mieux la réalité étudiée. Badiru et Pulat (1995) définissent les caractéristiques d’un modèle comme suit:
• Représentation simplifiée de la situation actuelle,
• Explication et prédiction,
• V ali dation,
• Applicable à des problèmes similaires.

La modélisation du processus de production est largement utilisée pour diverses applications, deux principaux types peuvent être distingués : la modélisation de la fabrication industrielle et la modélisation de la planification des projets.

La modélisation de la fabrication industrielle

La fabrication industrielle est le processus de production des produits manufacturés (fabrications des voitures, des produits électroniques, des électroménagers, du pétrole, des produits agroalimentaires etc.). Cette fabrication se distingue par le fait que le processus de production doit être bien défini avant son démarrage. En plus, dans plusieurs cas un prototype est aussi réalisé afin d’aider, entre autres, à une identification concrète de toutes les étapes de production. Dans la fabrication industrielle, l’unité produite circule à travers le système pour subir les transformations nécessaires prévues par son processus de fabrication. La modélisation de la fabrication concerne la représentation graphique de ce processus de production. Elle s’intéresse normalement aux flux de matières, aux flux d’information, aux flux des coûts et aux flux de contrôle.

Plusieurs méthodes ont étédéveloppées à ces fins, tel que: les réseaux PETRI qui sont des représentations dynamiques des graphes, les Plans d’Agencement qui représentent les flux de circulation entre diverse localisation, le concept du désign axéomatic pour aider à une meilleure réalisation du produit, les modélisations SAD T (structural analyses and design technique) et IDEFO (!cam [Integrated Computer-Aided Manufacturing] DEFinition) pour la décomposition des systèmes complexes en fonction, en sousfonction et en activité, les modèles SSAD (structural system analysis and design), !DEFI et ERA ( Entity-relationship approach) pour démontrer les flux d’informations et les relations organisationnelles, et la méthode IDEF3 pour la description des processus opérationnels.

La modélisation de la planification des projets

Selon Badiru et Pulat (1995), un projet est considéré comme un ensemble, relativement complexe, d’activités et de tâches toutes orientées vers un objectif précis et connu au départ. Cet objectif correspond à la réalisation d’un produit, faisant que son atteinte est objectivement vérifiable.

Un projet se distingue par trois caractéristiques intrinsèques :

1. Il constitue une nouveauté: ainsi, il n’a jamais été réalisé dans le passé, les procédures, les méthodes de travail et les moyens techniques ne sont pas connus en détail au moment où l’on décide d’entreprendre le projet.

2. Il est une entreprise unique: pour cela l’objectif est atteint lorsque le projet estcomplètement terminé.

3. Il est une activité importante: à cause de ses caractéristiques de complexité, de nouveauté et d’unicité, le projet constitue une activité d’importance pour l’organisation qui le réalise. Vu ces caractéristiques, plusieurs incertitudes peuvent être liées à l’exécution d’un projet. Les degrés d’incertitude varient selon sa nature, l’exactitude des études entreprises et le contexte dans lequel ce projet sera réalisé. Ces incertitudes peuvent être présentées par des probabilités qui évaluent les degrés de respect des diverses contraintes. Ainsi, selon leurs capacités à représenter ces incertitudes, les méthodes de planification des projets sont classées en trois groupes :

• Les méthodes déterministes : des méthodes utilisées pour planifier des projets traditionnels pour lesquelles des études détaillées sont déjà menées. Ainsi, les degrés d’incertitude liés à l’exécution de ces projets sont relativement faibles. Pour cela, ces méthodes supposent des durées, des coûts et des séquences d’exécution fixes pour les diverses activités du projet. Dans les méthodes déterministes, les probabilités d’incertitude associées aux coûts sont, normalement, prises en considération dans les contingences du projet. Celles associées aux durées sont prises en considération lors de l’estimation de ces dernières. En plus, aucune probabilité n’est associée à la séquence d’exécution. Cette dernière étant considérée bien connue d’avance parce que la qualité attendue ainsi que le produit final sont bien déterminés.

• Les méthodes probabilistes : des méthodes pareilles aux méthodes déterministes. Sauf que les probabilités associées aux durées sont estimées plus importantes. Un traitement indépendant de ces probabilités est donc nécessaire.

• Les méthodes généralisées : il s’agit des méthodes qui peuvent représenter des incertitudes relatives à la plupart des contraintes. Ainsi, les durées des activités, les coûts budgétaires, les séquences d’exécution et même parfois la qualité du produit final sont incertains. Ces méthodes sont convenables à des projets de grande complexité et où plusieurs décisions sont laissées à plus tard. Des projets réalisés selon les principes de 1 ‘ingénierie simultanée dans lesquelles la conception et la réalisation se font en parallèle. Selon Miresco (1994), la modélisation de la planification des projets décrit l’ensemble des opérations du projet, autant du point de vue temporel que financier. Elle constitue la représentation symbolique du processus d’exécution, impliquant le traitement d’une vaste quantité de connaissances pour respecter les diverses contraintes internes et externes au projet.

Les types de modélisation compatibles aux projets de construction

Malgré les caractéristiques de variabilité et d’instabilité singulière du secteur de la construction, plusieurs chercheurs (Malcom et al, 1959), (Fisk, 2003), (Hinze, 2004) voient que les projets de construction peuvent être estimés d’une manière assez précise. Pour cela, les méthodes de planification déterministes sont généralement suffisantes. Cet avis est dû à plusieurs facteurs :
• Plusieurs maîtres d’ouvrage exigent que des plans et devis détaillés des projets soient complétés avant de procéder aux appels d’offres. Cette exigence a pour but de favoriser une concurrence parfaite et de pouvoir évaluer les soumissions sur un pied d’égalité;
• Un pourcentage important des projets de construction est réalisé par les soustraitants. Ceux-ci possèdent, normalement, une bonne connaissance de leur domaine de spécialisation. La planification détaillée, des projets, consiste essentiellement à la coordination entre ces intervenants;
• La majorité des activités reliées aux projets, les matériaux utilisés et les méthodes de construction attribuées sont bien connus et déjà exécutés plusieurs fois au passé. Bien que les méthodes déterministes soient les plus importantes dans la planification des projets de construction, l’utilisation des méthodes probabilistes et généralisées sont de plus en plus nécessaires. Le choix des contrats clés en main ou de gestion de la construction va généralement de pair avec les projets novateurs. La sélection entre les diverses alternatives d’exécution, fabrications et approvisionnements, est faite tout au long du processus d’exécution. Cette méthodologie assure l’optimisation de la valeur ajoutée de l’investissement et l’amélioration de la qualité du produit final tout en respectant les budgets alloués.Ainsi, toute modélisation graphique des projets de construction doit principalement être orientée vers une planification déterministe tout en intégrant les éléments nécessaires à l’application des diverses probabilités.

Clarté visuelle

« Bien que toutes les informations puissent être montrées sur les réseaux qui ne sont pas à l’échelle du temps, ces informations demandent beaucoup d’efforts de compréhension» (McGough, 1982). Dans la Figure 2. a, il est facile à croire que les deux activités E et M sont exécutées durant la même période. Également, les deux activités apparaissent comme possédant lamême durée, car les dimensions de leurs boîtes sont identiques. En examinant l’échéancier plus en détail, cela n’est pas le cas. L’activité M sera exécutée du 4lèrne jour ouvrable au 63èrne jour ouvrable avec une durée de 22 jours. Par contre, l’activité E sera exécutée en quatre jours et démarrera le 18èrne jour ouvrable pour se terminer le 22èrne jour.

Si le nombre d’activités augmente, la communication visuelle du planning devient encore plus complexe. La Figure 2. b, montre une partie d’un projet utilisant le logiciel commercial Primavera. Dans cette figure, une consultation détaillée des activités est indispensable avant de pouvoir affirmer que les deux groupes d’activités, qm apparaissent au-dessus et au-dessous, sont réalisés durant la même période.

Table des matières

ABSTRACT
REMERCIEMENTS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION GÉNÉRALE
CHAPITRE 1 LA MODÉLISATION GRAPHIQUE DU PROCESSUS D’ORDONNANCEMENT
1.1 La modélisation graphique de la planification des projets
1.1.1 Introduction
1.1.2 La modélisation graphique
1.2 La modélisation de la planification des projets de construction
1.2.1 Introduction
1.2.2 État de la modélisation des projets de construction
1.2.3 Les types de modélisation compatibles aux projets de construction
1.3 La modélisation graphique à l’échelle du temps
1.3.1 Clarté visuelle
1.3.2 Les jours fériés
1.3.3 Rassemblement des ressources
1.3 .4 Calendriers multiples
1.3.5 Relations de dépendance et réseaux maîtres
1.3.6 Les engagements
1.4 Le domaine de recherche de cette thèse
1.4.1 La problématique de recherche
1.4.2 L’approche de modélisation
1.4.3 L’approche de modélisation chronographique
1.4.4 Objectifs de développement et résultats obtenus
1.4. 5 Les frontières de la recherche
1.4.6 Les limites de la solution proposée
CHAPITRE 2 ÉVOLUTION DE LA MODÉLISATION GRAPHIQUE D’ORDONNANCEMENT
2.1 Introduction
2.2 Les diagrammes
2.3 Théorie des graphes
2.3 .1 Modèle mathématique de la théorie des graphes
2.3 .2 Les Algorithmes basés sur la théorie des graphes
2.4 Les modèles d’ordonnancement déterministes
2.4.1 ADM «Arrow Diagram Method »
2.4.2 PDM « Precedence Diagram Method »
2.4.3 Avantage des réseaux d’ordonnancements
2.4.4 Construction des réseaux d’ordonnancement
2.4.5 Validation des réseaux d’ordonnancement
2.5 Les méthodes d’ordonnancement probabilistes et généralisées
2.5 .1 Introduction
2.5.2 Les méthodes d’ordonnancement probabilistes
2.5.3 Les méthodes d’ordonnancement généralisées
2.6 La modélisation à base de simulation
CHAPITRE 3 LA MODÉLISATION DE L’ORDONNANCEMENT À L’ÉCHELLE DU TEMPS 
3.1 Introduction
3.2 La représentation des projets à caractère non répétitifs
3.2.1 Le Diagramme de Gantt
3.2.2 État des autres recherches
3.2.3 Analyse des recherches présentées
3.3 La représentation des projets à caractère répétitifs
3.3 .1 Introduction
3.3.2 Les méthodes de planification des projets à caractère répétitifs
3.3 .3 Le CPM et les projets répétitifs
3.3.4 La combinaison de la LOB et du CPM
3.3.5 Conclusion
3.4 Les logiciels offrant l’échelle du temps
3.4.1 Les logiciels les plus utilisés
3.4.2 Analyse des logiciels les plus utilisés
3.4.3 La représentation des diagrammes selon les logiciels commerciaux
3.4.4 La représentation des réseaux à travers les logiciels commerciaux
3.4.5 A vis de certains utilisateurs des systèmes
CHAPITRE 4 PROBLÉMATIQUE ENGENDRÉE PAR LA MODÉLISATION 
4.1 Les dépendances et les relations en fonction des quantités 
4.1.1 Introduction
4.1.2 Anomalie dans les relations de dépendance
4.1.3 Analyse de l’anomalie présentée
4.1.4 Importance des relations multiples
4.1.5 Les relations à travers l’ ADM
4.1.6 Contraintes potentielles avec les relations de dépendances
4.2 Chemin critique et Chaînes Critiques
4.2.1 Présentation de l’approche des Chaînes Critiques
4.2.2 Comparaison entre chemin critique et chaîne critique
4.3 L’allocation et le nivellement des ressources
4.3.1 Introduction
4.3.2 Hypothèses d’ordonnancement
4.4 Constats, analyses et conclusions
4.4.1 Les constats des déficiences des représentations graphiques actuelles
4.4.2 Conclusions, rappel des déficiences et les positions retenues
CHAPITRE 5 DESCRIPTION DE LA MÉTHODE CHRONOGRAPHIQUE 
5.1 la modélisation chronographique
5.1.1 Approche de modélisation
5.1.2 Les principaux outils de modélisation
5.2 Les activités
5.2.1 Rôle et représentation graphique des activités
5.2.2 Décomposition interne des activités
5.3 Les Fonctions temporaires
5.3.1 Rôle des fonctions temporaires
5.3 .2 Types des fonctions temporaires
5.3.3 Les fonctions temporaires multiples
5.3.4 Importance des différents types de fonctions temporaires
CHAPITRE 6 LES APPROCHES DE MODÉLISATION
6.1 Modélisation à direction unique de flux de logique
6.1.1 La planification d’un petit projet
6.1.2 Regroupement des sous-réseaux à l’échelle du temps
6.1.3 Les sous-réseaux à l’échelle des coûts
6.2 Modélisation à deux directions de flux de logique
6.2.1 Variantes du diagramme de Gantt
6.2.2 Utilisations des unités comme direction de mesure
6.2.3 Utilisations variables des quantités comme unités de mesure
6.2.4 Ressources ou surfaces en direction secondaire
CHAPITRE 7 LES CONTRAINTES D’EXÉCUTION
7.1 Les Relations entre les activités en fonction des Quantités
7.1.1 Problématique
7.1.2 Exemple d’une planification en fonction des quantités
7.2 Fonctions temporaires multiples et l’autoadaptation
7.2.1 Problématique
7.2.2 Analyse des relations utilisées par la précédence
7.2.3 Exemple d’ autoadaptation avec la méthode chronographique
7.3 Les incertitudes d’exécution
7.3.1 Introduction
7.3.2 Alternative d’exécution et point de décision
7.3.3 Les résultats douteux
CHAPITRE 8 LA FORMULATION MA THÉMATIQUE DU CHRONOGRAPHE 
8.1 Calcul des limites temporelles pour une activité
8.1.1 Codification
8.1.2 Limites temporelles pour une activité
8.1.3 Calcul du début au plus tôt (ES)
8.1.4 Calcul de la fin au plus tard (LF)
8.2 Les différents types de marges connues
8.3 Les diverses marges utilisées par la méthode chronographique
8.3.1 La nécessité de la création de nouvelles marges
8.3.2 La marge complète
8.3.3 La marge début et la marge fin
8.3.4 Les marges partielles
8.3.5 Exemple: Réparation d’un pilier d’un pont
8.4 La combinaison entre les marges connues et celles proposées par la méthode chronographique
8. 4.1 Les marges complètes
8.4.2 Les marges début
8.4.3 Les marges de fin
CHAPITRE 9 LA PLANIFICATION ET LE CONTRÔLE DES PROJETS 
9.1 Les niveaux de détail
9.1.1 Importance de la planification sur plusieurs niveaux de détail
9.1.2 Exemple d’application
9.2 Processus de contrôle de l’avancement des projets
9.2.1 Évaluer l’état du projet
9.2.2 Mesure d’évaluation de l’avancement du projet
9.2.3 Illustration de l’avancement des activités avec la méthode chrono graphique
9.3 Les Ressources
9.3 .1 Méthodologie d’application
9.3.2 Procédure d’allocation et de nivellement de ressources
9.3.3 Renivellement des ressources
9.3 .4 Rassemblement des ressources
9.4 Plan de validation de la méthode chronographique
9.4.1 Applications réelles
9.4.2 Mesures de performance des modèles de planification
9.4.3 Les coefficients de comparaison
9.4.4 Protocole de validation externe
CHAPITRE 10 LA PLANIFICATION À TRAVERS LE PROTOTYPE INFORMATIQUE
10.1 Objectifs de développement
10.2 Caractéristique du prototype
10.3 Planification à travers le prototype
10.4 Différents exemples d’application
10.4.1 Un projet à trois niveaux
10.4.2 Organisation de l’information
10.4.3 Projets à caractère répétitifs
10.5 Système d’aide à la décision
10.5.1 Le SIAD «X- PERT»
10.5.2 La combinaison des deux prototypes
10.6 Vers une approche de planification intégrée
CONCLUSION GÉNÉRALE
ANNEXES
1 Allocation et nivellement des ressources
2 Renivellement des ressources et compression
3 Projets d’applications (sur CD)
BIBLIOGRAPHIE

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