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Construire un arbre de décision

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Objectifs

Connaitre le concept d’arbre de décision.
Savoir quand et comment utiliser un arbre de décision.
Construire un arbre de décision.

Points clés

Un arbre de décision est un outil graphique d’aide à la prise de décision.
Un arbre de décision aide à choisir une solution technique lors de la conception d’un produit et à argumenter et justifier son choix.
Un arbre de décision se dessine à la main ou avec un logiciel.

1. Qu'est-ce qu'un arbre de décision ?

a. Le principe

Un arbre de décision est un diagramme qui permet de faciliter la prise de décision et la recherche de solution à un problème.

Remarque
En technologie, on s’en sert principalement pour chercher des solutions techniques lors de la conception d’un produit.

Un arbre de décision permet de lister, sous la forme d’une arborescence, les différents choix que l’on peut faire, ou alternatives qui peuvent se présenter, pour résoudre une situation ou un problème.

L’arbre se compose de :

nœuds : ce sont des choix à faire pour avancer vers la meilleure solution ;
branches : ce sont les différents alternatives au choix à faire pour passer un nœud ;
feuilles : ce sont les solutions que donne l’arbre.

L’arbre de décision sert dans de nombreux domaines allant de l’ingénierie à l’économie, en passant par le sport et l’intelligence artificielle.

b. Les utilisations

L’arbre de décision peut servir dans de multiples situations, comme notamment lors d’un projet, d’un exposé ou d’une réunion.

Lors d’un projet

Lors d’un projet, on peut utiliser un arbre de décision pour choisir une technologie ou un composant, ou pour déterminer quelles sont les meilleures idées.

Il est alors possible de partir :

d’un arbre déjà fait ;
d’un nouvel arbre que l’on va construire. Une fois terminé, il sera intéressant d’archiver le nouvel arbre car il pourra servir de nouveau lors d’un autre projet.

Lors d’un exposé ou d’une réunion

Lors d’un exposé ou d’une réunion, on peut utiliser un arbre de décision pour argumenter et justifier ses choix.

L’arbre est très intéressant dans cette situation car il met en évidence :

les questions que l’on s’est posées (nœuds) ;
les solutions que l’on a trouvées pour chaque question (branches) ;
les solutions techniques que l’on a envisagées (feuilles) ;
le choix que l’on a finalement fait, de manière rationnelle, en présentant comment on s’est déplacé dans l’arbre, du tronc jusqu’à l’une des feuilles.

Remarque
L’arbre de décision peut aussi être utilisé au quotidien, dans des situations plus légères et/ou ludiques : choisir quel film regarder, choisir quel repas manger, etc.

2. Comment construire un arbre de décision ?

Un arbre de décision peut se construire indifféremment à la main ou avec des outils numériques.

Exemples d’outils
Un logiciel de bureautique permettant le dessin vectoriel, comme Libreoffice Draw ou Microsoft Word, peut convenir. Des outils collaboratifs sont aussi disponibles sur la plupart des ENT, ou encore draw.io et Google Drawing.

Voici les étapes à suivre pour construire un arbre.

Étape 1 : Poser le problème.

On exprime, en une question simple si possible, le problème que l’arbre va aider à résoudre.

Exemple
« Comment alimenter en électricité un produit ? »

La question doit rester assez générale pour que l’arbre puisse être réutilisable.

Exemple
Même si l’on sait déjà que l’on veut créer un robot autonome en énergie, on préférera poser comme question « Comment alimenter en électricité un produit ? » plutôt que « Comment alimenter en électricité un robot autonome ? »

Étape 2 : Chercher et lister les différentes questions que l’on va pouvoir poser pour déterminer comment trouver la solution au problème posé dans l’étape 1.

Cette étape va nous donner les nœuds de l’arbre.

Exemple
Pour « Comment alimenter en électricité un produit ? », on aura les questions suivantes :

Question 1 : « Le produit doit-il être autonome en énergie ? »
Question 2 : « Le produit doit-il être rechargeable ? »
Question 3 : « Est-ce que le produit fonctionne directement en 220 V ? »
Question 4 : « Comment le produit se recharge-t-il ? »

Il peut être intéressant d’utiliser la méthode du brainstorming ou celle de la carte mentale pour trouver les questions.

Étape 3 : Déterminer dans quel ordre il faudra poser les questions.

Cette étape va nous donner la structure de l’arbre, c'est-à-dire ses branches.

Exemple
Si on reprend les 4 questions de l’exemple de l’étape 2 :

la question 1 est la plus fondamentale, on la posera en premier ;
selon la réponse à la question 1, on posera la question 2 ou la question 3 ;
selon la réponse à la question 2, on posera la question 4.

Étape 4 : Dessiner la structure de l’arbre.

Les nœuds sont les questions, les branches sont les réponses possibles aux questions.

Exemple

Étape 5 : Pour chaque extrémité de l’arbre, on cherche la solution technique qui correspond le mieux, puis on la note.

Cette étape va nous donner les feuilles de l’arbre.

Exemple

Remarque
Il existe d’autres manières de représenter un arbre de décision, qui conviennent plus ou moins bien selon les domaines.

3. Comment se servir d'un arbre de décision ?

Pour se servir d’un arbre de décision déjà existant, il faut déjà connaître globalement le type de produit que l’on veut créer.

Exemple : un robot de surveillance autonome.

On part ensuite du tronc de l arbre (début de l’arbre, tout à gauche). À chaque nœud rencontré, on choisit l’une des alternatives proposées par l’arbre.

Exemple
En reprenant l’arbre dessiné précédemment :

le robot doit être autonome, on emprunte donc la branche du dessus au premier nœud ;
le robot doit être rechargeable, on choisit donc la branche du dessus ;
le robot doit être capable de se recharger tout seul mais sans produire lui-même son énergie, on prend donc la branche du milieu.

Résultat : on choisit la solution « Batterie + Station de recharge ».