Optimiser le budget municipal grâce à l'IA - Optimiser le budget municipal - Planification budgétaire stratégique pour les villes grâce à l'IA

Optimisation du budget municipal grâce à l'IA : simulation budgétaire et optimisation mathématique en direct au conseil municipal

Du budget statique à la simulation budgétaire interactive au sein de la commission des finances

Et si un conseil municipal pouvait non seulement voter sur un projet de budget qui lui est présenté, mais aussi simuler différentes variantes budgétaires directement en séance, les optimiser mathématiquement et les comparer entre elles ?

C’est précisément là qu’intervient StratePlan.

Les collectivités locales sont confrontées à une tâche de plus en plus difficile : l’augmentation des dépenses sociales, des infrastructures nécessitant une rénovation, les investissements dans les écoles, la numérisation, la protection du climat et les équipements publics se heurtent à des ressources financières limitées.

Le défi ne consiste pas seulement à réduire les dépenses ou à hiérarchiser les projets en fonction de leur urgence.

La question décisive est la suivante :

Quelle combinaison de projets communaux permet d’obtenir, dans le cadre du budget disponible, le plus grand bénéfice global possible sur les plans social, économique et stratégique ?

StratePlan permet d’étudier systématiquement cette question grâce à l’optimisation mathématique de portefeuille.

Les évaluations techniques de l’administration, les contraintes financières et les objectifs politiques sont ainsi regroupés au sein d’un modèle décisionnel commun.

Il en résulte une nouvelle forme de gestion budgétaire communale : transparente, compréhensible, dynamique et directement applicable au sein des instances décisionnelles politiques.

1. Le problème fondamental : un budget, de nombreux projets, des moyens limités

Prenons l’exemple d’une ville allemande :

• Budget d’investissement disponible : 81 millions d’euros
• Projets d’investissement prévus : 50
• Besoins d'investissement totaux : 220 millions d'euros

La ville ne peut donc pas financer simultanément toutes les mesures prévues.

Il faut prendre des décisions.

Quelles écoles seront rénovées ? Quelles rues seront remises à neuf ? Quels bâtiments administratifs seront modernisés ? Quelles mesures de lutte contre le changement climatique seront mises en œuvre ? Quels équipements sociaux bénéficieront de moyens supplémentaires ?

Dans la planification budgétaire traditionnelle, ces questions trouvent souvent leur réponse à travers des concertations techniques, des négociations politiques et l’ajustement progressif de différents postes budgétaires.

Le problème : chaque décision influe sur la marge de manœuvre financière restante pour d’autres projets.

Avec 50 projets pouvant être sélectionnés indépendamment les uns des autres, on obtient mathématiquement :

²⁵⁰ = 1 125 899 906 842 624 combinaisons de projets possibles.

Cela correspond à environ 1,126 billion de combinaisons.

Toutes les combinaisons ne sont pas viables sur le plan financier ou organisationnel. Ce chiffre illustre néanmoins pourquoi un examen purement manuel de chaque projet ne permet pas d’analyser de manière systématique l’ensemble de l’espace décisionnel.

Le défi ne réside pas dans l'évaluation d'un projet isolé, mais dans la sélection de la meilleure combinaison possible de tous les projets compte tenu des contraintes budgétaires existantes.

C’est précisément là un problème classique de l’optimisation combinatoire issu de la recherche opérationnelle.

2. Une approche simple pour débuter : identifiant du projet, dépenses et pondération technique

Une simulation budgétaire communale ne doit pas nécessairement commencer par un projet informatique complexe.

Pour un modèle d’optimisation simple, trois informations par projet suffisent dans un premier temps :

1. Identifiant du projet : identification unique de la mesure
2. Dépenses (Expenses) : besoins financiers prévus pour le projet
3. Pondération (Weight) : importance relative ou urgence définie sur le plan technique

La pondération s'effectue sur une échelle allant de 0,01 à 0,99.

Une valeur plus élevée correspond à une importance technique plus grande au sein du modèle d'évaluation convenu.

Exemple de liste de projets communaux

Valeurs données à titre d'exemple, il ne s'agit pas de données réelles issues de projets communaux.

Les données peuvent par exemple être préparées dans un simple tableau Excel.

La particularité essentielle : la pondération provient des services compétents

StratePlan n’est pas censé décider de manière autonome si une école est plus importante qu’une route ou si une caserne de pompiers est plus urgente qu’un bâtiment administratif.

Cette compétence technique relève des services et départements spécialisés compétents.

Le service chargé des écoles connaît l’état des bâtiments scolaires et les besoins réels en matière de rénovation. Le service des travaux publics connaît les infrastructures, l’état des routes et les risques techniques. Les pompiers connaissent leurs besoins opérationnels. Le service social peut évaluer l’importance sociale des établissements sociaux.

C’est pourquoi les pondérations sont fixées en amont de la simulation budgétaire par les spécialistes des services concernés.

L’évaluation peut notamment s’appuyer sur l’urgence, l’importance stratégique, l’impact social, les risques techniques et les contraintes de temps.

Afin que les pondérations soient comparables d’un service à l’autre, tous les services spécialisés devraient utiliser une grille d’évaluation commune.

Le service du budget coordonne ce processus et consolide les données.

L’expertise reste au sein de l’administration. StratePlan se charge de l’analyse mathématique des combinaisons de projets possibles.

3. De la pondération technique à l’espace de décision mathématique

Pour chaque projet, une variable de décision binaire est définie :

_xi ∈ {0,1}

• 1 : le projet est intégré au portefeuille calculé.
• 0 : le projet n’est pas intégré au portefeuille calculé.

Avec 50 projets, cela donne 50 variables de décision binaires.

StratePlan examine les combinaisons possibles de ces variables en tenant compte du budget disponible et d’autres conditions-cadres définies.

Un modèle mathématique simplifié se présente comme suit :

Maximiser la valeur pondérée du projet :

Max Σ (_wi×xi)

Sous la contrainte budgétaire :

Σ (_{ci × xi}) ≤ B

Où :

• _wi: pondération définie par les experts
• _ci: dépenses prévues pour le projet
• _xi: décision de sélection binaire
• B : budget disponible

Ce modèle simplifié montre comment les évaluations techniques et les contraintes financières peuvent être mathématiquement reliées entre elles.

Il maximise la somme des pondérations des projets sélectionnés. Cela ne revient pas automatiquement à maximiser le retour sur investissement (ROI) monétaire ni à réaliser une évaluation complète de l’impact sociétal.

Selon le modèle d’optimisation concret, d’autres critères tels que les interdépendances entre projets, les contraintes en matière de ressources, les obligations légales ou les plafonds budgétaires pluriannuels peuvent être pris en compte.

L’objectif n’est pas de financer le plus grand nombre possible de projets, mais d’identifier la meilleure combinaison possible de projets selon les critères définis, dans la limite des moyens disponibles.

4. Simulation budgétaire en direct au sein de la commission des finances ou du conseil municipal

La véritable valeur ajoutée apparaît lorsque l’optimisation mathématique est directement intégrée au processus de décision politique.

Imaginons une réunion de la commission des finances.

Le service des finances présente un projet de budget comprenant 50 projets et un budget d’investissement disponible de 81 millions d’euros.

Les services concernés ont préalablement évalué leurs projets et défini des pondérations correspondantes.

StratePlan calcule à partir de là un portefeuille de projets optimisé.

L'écran affiche les projets sélectionnés, les crédits budgétaires nécessaires, les marges budgétaires restantes et la note globale obtenue dans le modèle.

C’est alors que commence le débat politique.

Scénario A : le calcul initial

La commission financière examine d’abord la combinaison de projets sur la base des pondérations initialement définies.

Quels projets devraient être mis en œuvre avec un budget de 81 millions d’euros, si les évaluations techniques restent inchangées ?

StratePlan fournit une combinaison de projets calculée servant de base de décision.

Scénario B : l'éducation devient une priorité

Un membre du conseil municipal pose la question suivante :

« Que se passerait-il si nous accordions plus d’importance à la rénovation de nos écoles ? »

La pondération de certains projets scolaires est par exemple augmentée de 0,75 à 0,95.

L’ensemble du portefeuille est ensuite recalculé.

L’instance peut alors examiner immédiatement :

• Quels projets scolaires sont désormais sélectionnés ?
• Quels autres projets risquent d’être écartés ?
• Comment évolue l'évaluation globale ?
• Le budget est-il respecté ?
• Quels conflits d’objectifs politiques apparaissent ?

Au lieu de se limiter à discuter de postes budgétaires isolés, la commission peut ainsi appréhender les répercussions d’un changement de priorité sur l’ensemble du portefeuille de projets.

Scénario C : accorder plus d’importance aux infrastructures

Un autre membre propose d'accorder une plus grande importance aux routes, aux ponts et aux bâtiments municipaux.

Les paramètres de pondération correspondants sont ajustés.

StratePlan calcule une nouvelle combinaison de projets.

Les résultats peuvent ensuite être directement comparés au scénario initial et au scénario « éducation ».

Cela permet de mettre en évidence les répercussions de différentes priorités politiques au sein d’un même budget.

Scénario D : le budget évolue

Le budget disponible peut également faire l’objet de la simulation.

Que se passe-t-il si, au lieu de 81 millions d’euros, seuls 75 millions d’euros sont disponibles ?

Ou si des subventions supplémentaires portaient le budget à 90 millions d’euros ?

StratePlan peut réoptimiser la combinaison de projets en fonction des nouvelles contraintes budgétaires.

Cela permet de discuter non seulement du montant du budget, mais aussi des répercussions concrètes sur les projets réalisables.

5. Comparer des scénarios plutôt que de négocier des postes individuels de manière isolée

L'avantage décisif réside dans la comparaison systématique de différentes variantes budgétaires.

Les résultats réels sont obtenus à partir du calcul effectué avec l'ensemble des données du projet.

Les membres de la commission financière peuvent ainsi identifier les projets qui sont conservés dans tous les scénarios et ceux qui dépendent de la modification des pondérations.

De même, il est possible d’examiner quels projets sont en concurrence les uns avec les autres pour les mêmes ressources budgétaires.

Toute modification d’un paramètre peut déclencher un nouveau calcul mathématique de l’ensemble du portefeuille de projets.

Il est essentiel que les pondérations utilisées, les hypothèses budgétaires et les résultats des calculs soient documentés.

6. La nouvelle collaboration entre les services spécialisés, le service des finances et les responsables politiques

La mise en place d’une simulation budgétaire mathématique ne modifie en rien les compétences démocratiques.

Elle modifie la base d’information sur laquelle reposent les décisions.

Les services spécialisés évaluent

Les services compétents fournissent les informations relatives aux projets, les dépenses prévues et les pondérations techniques.

Ils connaissent les exigences techniques, sociales et organisationnelles de leurs mesures et sont les mieux placés pour en évaluer l'urgence respective.

Le service des finances coordonne et modélise

Le service du budget rassemble les informations relatives aux projets, vérifie les ressources budgétaires disponibles et veille au respect des cadres financiers et juridiques applicables.

Elle prépare la simulation budgétaire et veille à ce que les pondérations reposent sur une base transparente et comparable d’un service à l’autre.

La commission des finances simule et débat

Les scénarios préparés sont présentés au sein de la commission des finances.

Les orientations politiques peuvent être modélisées sous forme de pondérations ou de paramètres budgétaires modifiés, puis recalculées.

Cela permet de mettre en évidence les conséquences de certaines priorités sur l’ensemble du portefeuille d’investissements.

Le conseil municipal décide

La responsabilité politique finale incombe aux décideurs démocratiquement légitimés.

StratePlan ne remplace ni l’évaluation technique de l’administration, ni la décision politique.

La technologie calcule les conséquences d’hypothèses définies. Ce sont les responsables politiques qui décident quels objectifs et quelles priorités doivent prévaloir.

7. Missions obligatoires, interdépendances entre projets et exigences légales

Toutes les mesures communales ne peuvent pas être librement remises en question.

Les missions obligatoires prévues par la loi, les obligations contractuelles ou les mesures déjà adoptées de manière contraignante doivent être prises en compte de manière appropriée lors de la modélisation.

Pour une simulation budgétaire simple, les dépenses fixes peuvent dans un premier temps être déduites du budget disponible.

Seul le budget disponible restant est ensuite optimisé pour la sélection de projets facultatifs.

Exemple

• Budget total : 81 millions d’euros
• Mesures déjà fixées de manière contraignante : 21 millions d’€
• Budget d'optimisation restant : 60 millions d'€

Les mesures obligatoires sont documentées séparément et ne doivent pas être traitées à nouveau comme des projets librement sélectionnables.

Les interdépendances entre les projets sont également prises en compte.

Si, par exemple, la rénovation énergétique d’un bâtiment est indissociable de la rénovation de la toiture, ces mesures ne doivent pas être évaluées indépendamment l’une de l’autre.

Dans un modèle simplifié, ces mesures peuvent être regroupées en un seul projet.

Dans les modèles d’optimisation avancés, ces interdépendances peuvent également être explicitement représentées sous forme de contraintes.

Le calcul reste ainsi ancré dans le cadre organisationnel et juridique réel.

8. Pourquoi la pondération est la clé de la simulation politique

La pondération comprise entre 0,01 et 0,99 fait le lien entre l’évaluation technique et le calcul mathématique.

Elle permet de modéliser différentes priorités sous forme de paramètres.

Il convient toutefois de faire une distinction importante :

une pondération n’est pas une vérité objective, mais une évaluation documentée au sein d’un modèle défini.

Un projet scolaire doté d’une pondération de 0,95 n’a pas automatiquement plus de valeur pour la société qu’un projet d’infrastructure doté d’une pondération de 0,80.

Ces valeurs expriment la priorité relative selon les critères d’évaluation convenus.

C’est pourquoi la préparation par les spécialistes des différents départements est déterminante.

Ils peuvent justifier leurs évaluations à l’aide de critères transparents. La commission financière peut ensuite examiner l’impact d’un changement de priorités politiques sur le résultat global.

Analyse de sensibilité par modification des pondérations

Des calculs répétés permettent de répondre à des questions importantes :

• Dans quelle mesure la sélection initiale des projets est-elle stable ?
• Quels sont les projets qui continuent d’être retenus même lorsque les pondérations sont considérablement modifiées ?
• Pour quels projets de légères modifications des paramètres suffisent-elles à modifier la décision ?
• Quelles mesures d'investissement sont particulièrement en concurrence les unes avec les autres ?
• Quelles orientations politiques modifient le plus la structure budgétaire ?

Ces informations peuvent améliorer considérablement la qualité du conseil politique.

9. De la planification budgétaire ponctuelle au pilotage continu

Une simulation budgétaire communale ne doit pas se limiter à l'établissement du budget annuel.

Au cours d’un exercice budgétaire, les conditions-cadres peuvent évoluer de manière significative.

Les coûts de construction augmentent. Des subventions sont accordées ou supprimées. Des projets prennent du retard. De nouvelles exigences légales apparaissent. Des investissements supplémentaires deviennent nécessaires.

Grâce à une base de données actualisée, les répercussions de ces changements peuvent être recalculées.

Une planification des investissements sur plusieurs années peut également être analysée à l’aide d’un modèle élargi en conséquence.

Pour ce faire, on tient compte, entre autres, des plafonds budgétaires annuels, des durées des projets, des interdépendances temporelles et de la disponibilité des ressources.

Le service des finances peut ainsi passer d’une analyse budgétaire essentiellement statique à un outil d’aide à la décision dynamique.

La question centrale n’est alors plus seulement :

« Quels sont les projets inscrits au budget ? »

Mais :

« Quelle est la meilleure combinaison de projets compte tenu des contraintes financières, techniques et politiques actuelles ? »

10. Transparence et responsabilité démocratique

Il ne faut pas confondre l’optimisation mathématique avec une décision politique automatisée.

Un modèle d’optimisation ne peut prendre en compte que les objectifs, les pondérations et les contraintes qui ont été préalablement définis.

C’est pourquoi la transparence de la procédure est essentielle.

Pour chaque simulation, les informations relatives aux projets, les pondérations, les limites budgétaires et les autres hypothèses utilisées doivent être documentées de manière compréhensible.

De même, les combinaisons de projets calculées et les changements par rapport aux scénarios antérieurs doivent être clairement visibles.

Cela permet une discussion objective sur les conséquences réelles des différentes décisions.

StratePlan sert d’outil mathématique d’aide à la décision – et non de substitut à la formation démocratique de la volonté.

11. Comment une commune peut-elle se lancer avec StratePlan ?

Un premier projet pilote peut être mené avec un nombre limité de projets d’investissement communaux.

Le service des finances définit le budget disponible et recense les mesures prévues.

Les services techniques concernés fournissent les dépenses et leurs pondérations justifiées sur le plan technique.

Les données sont ensuite transférées dans une liste de projets harmonisée.

Les trois paramètres de base que sont l’identifiant du projet, les dépenses et la pondération suffisent déjà à élaborer un modèle simplifié d’optimisation du portefeuille communal.

Après le premier calcul, il est possible de tester d’autres pondérations et limites budgétaires.

Les résultats peuvent ensuite être présentés lors d’un atelier avec le service des finances, au sein de la commission des finances ou au conseil municipal.

L’utilité de l’optimisation mathématique est ainsi démontrée à l’aide de questions décisionnelles communales concrètes, sans nécessiter dans un premier temps une refonte complète du logiciel budgétaire existant.

12. Conclusion : le conseil municipal de demain ne se contentera pas de débattre des chiffres budgétaires – il simulera des décisions

La planification budgétaire communale est l’une des tâches les plus exigeantes de l’administration publique.

Les ressources limitées doivent être réparties entre de nombreux projets poursuivant des objectifs techniques, sociaux et politiques variés.

Les méthodes traditionnelles atteignent leurs limites notamment lorsqu’il s’agit d’analyser les interactions entre de nombreux projets et les contraintes budgétaires.

StratePlan propose une approche complémentaire.

Les services spécialisés évaluent l’urgence de leurs projets.

Le service des finances définit le cadre financier et consolide les données.

L’optimisation mathématique calcule les combinaisons de projets appropriées.

Les instances politiques peuvent comparer directement différents scénarios.

Modifier la pondération. Recalculer le portefeuille. Visualiser les répercussions. Comparer les scénarios. Prendre des décisions en toute connaissance de cause.

Ainsi, un projet de budget statique se transforme en un espace de décision pouvant faire l’objet d’une analyse dynamique.

Ce ne sont pas les mathématiques qui décident de l’avenir d’une ville.

Mais elles peuvent mettre en évidence les conséquences de différentes décisions dans le cadre d’un budget limité.

Quel est le potentiel d’impact de votre budget communal ?

Découvrez comment modéliser mathématiquement, optimiser et comparer des projets d’investissement communaux dans différents scénarios budgétaires à partir de quelques données d’entrée.

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