Constraint programming

linfo2365  2026-2027  Louvain-la-Neuve

Constraint programming
5.00 crédits
30.0 h + 15.0 h
Q2
Enseignants
Thèmes abordés
  • Contraintes et domaine
  • Aspects pratiques de solvers de contraintes
  • Problèmes de satisfaction de contraintes (CSP)
  • Modèles et langages de programmation par contraintes - Méthodes et techniques de résolution de contraintes (consistance, relaxation, optimisation, recherche, intervalles, programmation linéaire, contraintes globales, ...)
  • Stratégie et technique de recherche
  • Modélisation et résolution de problèmes (domaines finis et domaines continus)
  • Applications à la résolution de classes d'applications (par exemple, planification, ordonnancement, allocation de ressources, économie, robotique)
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil en informatique », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :
  • AA1.1. Confronté à un problème informatique, il identifie les concepts, algorithmes et structures de données applicables pour le résoudre; et il en tire parti pour décomposer le problème en sous-problèmes et élaborer des méthodes de résolution informatique de ces derniers.
  • AA1.3. Confronté aux résultats obtenus par le raisonnement et la mise en oeuvre des outils et concepts qu’il a mobilisés, il prend le recul nécessaire pour en vérifier la pertinence, en ce qui concerne les fonctionnalités et la qualité de la solution recherchée. Dans ce contexte, il développera des tests et des vérifications pertinents qui peuvent garantir la qualité de la solution développée.
  • AA2.4. Dans la phase d’implémentation de la solution, il démontre sa maîtrise des principes, techniques et outils de développement à sa disposition. Il crée un prototype du logiciel à concevoir pour vérifier que le logiciel correspond bien aux attentes du client. Il crée un environnement et une batterie de tests pour s’assurer que la solution développée répond aux fonctionnalités du cahier des charges. En appliquant les techniques de validation et de vérification de programme, il identifie, localise les bugs (bogues) et y remédie.
  • AA5.4. Il sait se servir d’un ouvrage de référence ou d’un manuel relatif à l’emploi d’un langage informatique ou d’un logiciel, tant en anglais qu’en français. Il comprend un exposé technique fait en anglais.
  • AA5.5. Au cours du développement d’une application informatique, il en assure la traçabilité et la documentation dans un langage concis et précis : cahier des charges, structure du logiciel et des données qui y sont liées, mode opératoire. Il fait de même quand il s'agit de rédiger un rapport de synthèse décrivant et argumentant les choix (design et technologie) opérés dans le développement d’un projet.
Eu égard au référentiel AA du programme « Master [120] en sciences informatiques », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :
  • AA1.démontrer la maîtrise d’un solide corpus de connaissances en informatique, lui permettant de résoudre les problèmes qui relèvent de sa discipline
  • AA2.1. Analyser le problème à résoudre ou les besoins fonctionnels à rencontrer et formuler le cahier des charges correspondant.
  • AA2.2. Modéliser le problème et concevoir une ou plusieurs solutions techniques originales répondant à ce cahier des charges.
  • AA2.4. Implémenter et tester la solution retenue.
  • AA3.2. Proposer une modélisation et/ou un dispositif expérimental permettant de simuler et de tester des hypothèses relatives au problème étudié dans toute sa complexité.
  • AA6.5. S’autoévaluer et développer de manière autonome les connaissances nécessaires pour rester compétent dans son domaine.
Les étudiants ayant suivi avec fruit ce cours seront capables de:
  • appréhender un ensemble de techniques informatiques permettant de résoudre un problème de satisfaction de contraintes;
  • développer et étendre un solveur de programmation par contraintes
  • résoudre une application simple mettant en oeuvre les techniques étudiés;
  • expliquer les fondements des modèles et des langages de programmation par contraintes;
  • identifier des classes d'applications où la programmation par contraintes peut être utilisée à bon escient;
  • modéliser un problème simple sous forme de contraintes et exprimer ce modèle dans un langage de programmation par contraintes y compris l'expression de stratégies de recherche.
Les étudiants auront développé des compétences méthodologiques et opérationnelles. En particulier, ils auront développé leur capacité à :
  • maîtriser rapidement un nouveau langage de programmation;
  • utiliser des documents techniques pour approfondir leur connaissance d'un sujet.
 
Contenu
  • La programmation par contraintes: un paradigme de programmation déclarative
  • Architecture d’un solveur de programmation par contraintes
  • Contraintes globales et techniques d’implémentation (incrémentalité, etc)
  • Stratégie et technique de recherche
  • Modélisation et résolution de problèmes d’optimisation combinatoires à l’aide de la programmation par contraintes
  • Applications à la résolution de classes d'applications (par exemple, planification, ordonnancement, allocation de ressources, économie, robotique)
Méthodes d'enseignement
La présentation des concepts sera soit proposée sous forme de cours magistraux, de vidéos ou de lecture et sera accompagnée de travaux pratiques (devoirs/micro-projets) sollicitant la mise en œuvre des concepts.
 
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Juin — Première session

La note de juin est constituée de deux parties indépendantes de 10 points, pour un total de 20 points :
  • 10 points de pratique ;
  • 10 points de théorie.

Partie pratique — 10 points

Les 10 points de pratique peuvent être obtenus selon deux modalités :
  • soit en réussissant l’examen pratique sur INGInious, organisé en fin de quadrimestre pendant deux heures ;
  • soit en réussissant la partie pratique de programmation sur papier de l’examen de juin.
L’épreuve INGInious porte sur les projets de programmation réalisés pendant le quadrimestre.
Un échec à l’épreuve INGInious ne fait donc pas perdre les 10 points de pratique : l’étudiant peut encore obtenir ces points lors de la partie pratique sur papier de l’examen de juin.
Il est néanmoins dans l’intérêt de l’étudiant de participer à l’épreuve INGInious et de tenter de la réussir. En cas de réussite, les 10 points de pratique sont acquis avant l’examen de juin, ce qui permet à l’étudiant de se concentrer sur la partie théorique lors de l’examen papier et de réduire ainsi la matière de programmation à préparer.

Partie théorique — 10 points

Les 10 points de théorie sont évalués lors de l’examen sur papier de juin.
L’examen peut notamment comporter des questions portant sur les projets réalisés pendant le quadrimestre et sur leur code source.

Septembre — Deuxième session

En deuxième session, l’examen est entièrement organisé sur papier et reste divisé en deux parties de 10 points :
  • 10 points de théorie ;
  • 10 points de pratique, sous forme de programmation sur papier.
La partie pratique de l’examen de septembre correspond aux 10 points qui étaient initialement évalués par l’épreuve INGInious.
En revanche, les 10 points de pratique correspondant à la partie programmation sur papier de juin ne sont pas reportables séparément en septembre.
 Théorie
Pratique
Total
Juin
10 pts sur papier
10 pts via INGInious ou programmation sur papier
20 pts
Septembre
10 pts sur papier
10 pts de programmation sur papier (report de la partie INGInious)
20 pts

Conditions des épreuves

Toutes les épreuves sont individuelles. Aucune collaboration, communication ou aide extérieure n’est autorisée pendant les épreuves.
L’utilisation d’IA génératives est strictement interdite pendant l’épreuve INGInious ainsi que pendant les examens sur papier, en juin comme en septembre.
Les étudiants doivent donc réaliser les épreuves individuellement et sans utiliser d’outil d’IA générative.
L’épreuve INGInious constitue ainsi une opportunité sans risque en juin : en cas d’échec, l’étudiant peut encore obtenir ses 10 points de pratique grâce à la programmation sur papier en juin. En cas de réussite, il valide directement cette partie et bénéficie d’une matière de programmation réduite pour l’examen de juin.
Autres infos
Des bases solides en algorithmique et structures de données sont nécessaires pour pouvoir suivre ce cours ainsi qu'une bonne maitrise de java
 
Bibliographie
Le site www.minicp.org + lectures suggérées pendant le semestre
Faculté ou entité
en charge


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil en informatique

Master [120] en sciences informatiques

Master [120] : ingénieur civil en science des données

Master [120] en science des données, orientation technologies de l'information