Résumé

Produire plus vite, s’adapter aux changements, réduire l’impact environnemental… comment les usines peuvent-elles devenir plus flexibles ? Cet article présente une nouvelle approche : les systèmes de production reconfigurables, capables de s’adapter aux besoins réels grâce à l’aide des mathématiques.

Quand la production ne peut plus rester figée

Pendant longtemps, les usines ont été conçues pour fabriquer le même produit, de la même manière, pendant des années. Cette approche fonctionnait dans un monde relativement stable. Aujourd’hui, ce n’est plus le cas.

Les entreprises doivent faire face à des demandes qui changent rapidement, à des ruptures d’approvisionnement et à une pression croissante pour réduire leur consommation d’énergie.

Dans ce contexte, une ligne de production rigide devient un frein. Modifier la production peut entraîner des arrêts coûteux, avec un impact économique et environnemental important.

Des usines capables de changer de forme

Les systèmes de production reconfigurables proposent une nouvelle approche : rendre les usines capables de s’adapter.

Concrètement, cela signifie pouvoir modifier l’organisation de la production, intégrer rapidement un nouveau produit ou ajuster la capacité en fonction des besoins.

On peut comparer ces systèmes à un jeu de LEGO® : chaque module peut être déplacé ou réorganisé selon la situation.

Mais cette flexibilité pose une question essentielle : comment décider quand et comment reconfigurer ?

Quand les mathématiques aident à décider

C’est là que les mathématiques interviennent.

Mon travail consiste à développer des modèles d’optimisation qui aident à choisir les meilleures décisions de production lorsque plusieurs configurations sont possibles.

Nos résultats montrent que, même si de nombreuses configurations sont théoriquement possibles, seules quelques-unes sont réellement utilisées en pratique. Identifier ces configurations clés permet de simplifier fortement la prise de décision.

Par ailleurs, nos travaux mettent en évidence un compromis important.

D’un côté, des modèles simples permettent d’obtenir des solutions optimales très rapidement, souvent en quelques secondes.
De l’autre, des modèles plus détaillés, capables de représenter finement les changements de configuration, nécessitent des temps de calcul plus élevés (jusqu’à plusieurs minutes) et n’atteignent pas toujours l’optimalité, avec des écarts pouvant dépasser 15 %.

Autrement dit, il ne suffit pas de construire un modèle très précis : encore faut-il qu’il soit utilisable en pratique.

Ces résultats montrent qu’il est essentiel de trouver le bon équilibre entre précision et rapidité de calcul.

Ces travaux ont été présentés à la conférence internationale CIE52 (INSA Lyon, octobre 2025). Ils ont également été prolongés dans des recherches récentes sur la planification robuste de la production, présentées au congrès ROADEF 2026. Ils ont été réalisés au sein du laboratoire LS2N (IMT Atlantique), en collaboration avec Audrey Cerqueus, Simon Thevenin et Alexandre Dolgui.

Pourquoi cela nous concerne tous

Rendre les usines plus flexibles ne concerne pas seulement les industriels.

Ces approches permettent de mieux utiliser les ressources, de limiter le gaspillage et de s’adapter plus facilement aux crises.

Elles contribuent aussi à réduire la consommation d’énergie et l’impact environnemental.

Pour des régions industrielles comme les Pays de la Loire, cela représente un levier important pour concilier compétitivité et transition écologique.

Conclusion

L’usine du futur ne sera pas seulement automatisée. Elle devra surtout être capable de s’adapter.

Les systèmes de production reconfigurables ouvrent la voie à une production plus flexible, plus efficace et plus durable.

C’est cette transformation que j’explore dans mes travaux, pour aider les usines à apprendre… à changer de forme.

Crédit image : photo d’une ligne de production automatisée (source : image libre de droits, via recherche Google Images).