Python vs. Matlab : quel langage pour le travail scien­ti­fique ?

Python et Matlab sont deux langages avec des approches très dif­fé­rentes. C’est surtout son approche open source et sa plus grande flexi­bi­lité qui font de Python le meilleur choix dans la plupart des cas.

Python vs. Matlab : deux langages pour la recherche scien­ti­fique

Si vous souhaitez apprendre à pro­gram­mer, vous avez le choix entre plusieurs langages. De nombreux facteurs vous aideront à dé­ter­mi­ner le plus adapté selon vos besoins. Le type de projet ou d’ap­pli­ca­tion souhaité permet de réduire l’éventail à quelques langages. Par exemple, si vous tra­vail­lez dans la recherche scien­ti­fique ou ma­thé­ma­tique et que vous cherchez la solution ap­pro­priée, votre choix final devrait se porter sur deux d’entre eux : Matlab et Python. S’il existe quelques points communs entre les deux langages, les dif­fé­rences l’emportent. Voyons justement qui l’emporte dans ce duel Python vs Matlab.

Avantages et in­con­vé­nients de Matlab

Pour mieux comparer les deux langages de pro­gram­ma­tion, jetons en premier lieu un coup d’œil sur leur uti­li­sa­tion. Celle-ci diffère fortement entre Python et Matlab. Matlab est un logiciel et un langage pro­prié­taire développé par Cleve Moler à l’Uni­ver­sité du Nouveau-Mexique (UNM) et publié pour la première fois en 1984 avec Steve Bangert et Jack Little sous le nom de l’en­tre­prise The MathWorks. À l’origine, elle s’adressait surtout à la po­pu­la­tion étudiante. De nos jours, c’est toujours le cas, cependant les en­tre­prises utilisent aussi Matlab et ses nom­breuses toolboxes. Le nom de Matlab vient de l’abré­via­tion de « Matrix La­bo­ra­tory ».

Matlab sert prin­ci­pa­le­ment à résoudre des problèmes ma­thé­ma­tiques et à re­pré­sen­ter ces solutions sous forme graphique. À l’origine, le langage était destiné à l’uti­li­sa­tion des bi­blio­thèques Fortran LINPACK et EISPACK et devait permettre aux classes étu­diantes sans con­nais­sances en pro­gram­ma­tion une ini­tia­tion facile à l’algèbre linéaire. Aujourd’hui, Matlab est utilisé pour des si­mu­la­tions nu­mé­riques, de l’analyse de données et des analyses pré­dic­tives. Ses toolboxes per­met­tent d’adapter le langage à des champs d’ap­pli­ca­tion spé­ci­fiques. Matlab est in­ter­prété sur l’or­di­na­teur sur lequel il tourne. Outre le langage pro­pre­ment dit, le logiciel inclut aussi un en­vi­ron­ne­ment graphique de bureau. Depuis 2000, les bi­blio­thèques libres LAPACK et BLAS ont pris la place de LINPACK et EISPACK.

Avantages de Matlab

• Facilité d’uti­li­sa­tion : à l’origine, Matlab a été conçu pour aider le monde étudiant, une approche qui se ressent encore aujourd’hui. Avec un peu d’en­traî­ne­ment, on s’y retrouve ra­pi­de­ment. Il est même possible de réaliser et de re­pré­sen­ter des analyses de données étendues sans grandes con­nais­sances en pro­gram­ma­tion. Enfin, Matlab est un paquet complet qui inclut aussi une interface uti­li­sa­teur graphique in­te­rac­tive. Des con­nais­sances étendues en ma­thé­ma­tiques sont néanmoins né­ces­saires pour utiliser toutes ses pos­si­bi­li­tés.
• Po­ly­va­lence : dans ses domaines réservés, le langage fait office de solution sur-mesure en fonction des exigences. Avec ses dif­fé­rentes toolboxes, Matlab constitue une aide précieuse en ma­thé­ma­tiques, en analyse de données, en biologie, en in­gé­nie­rie ou encore dans le domaine de la finance. Il facilite gran­de­ment le travail quotidien.
• Vitesse : en se con­cen­trant sur l’essentiel, Matlab affiche des capacités de trai­te­ment très rapide. Il effectue et re­pré­sente les analyses à grande vitesse. Même le trai­te­ment d’une grande quantité de données se fait sans problème. La création de code fonc­tionne aussi très ra­pi­de­ment avec Matlab. Son interface in­te­rac­tive détecte ra­pi­de­ment les erreurs pour les corriger di­rec­te­ment.
• Simulink : Simulink est un logiciel également distribué par The MathWorks et qui fonc­tionne ex­clu­si­ve­ment avec Matlab. Le programme simule des systèmes dans les domaines du test en boucle, du pro­to­ty­page rapide, de la robotique, du trai­te­ment des signaux et de la technique de commande. Simulink utilise pour cela des blocs gra­phiques. De nom­breuses en­tre­prises utilisent Simulink, considéré comme par­ti­cu­liè­re­ment per­for­mant.
• Com­mu­nauté : Matlab est un langage chargé d’histoire et qui existe depuis longtemps. La com­mu­nauté d’adeptes qui gère ce langage de pro­gram­ma­tion n’est peut-être pas aussi im­por­tante que celle d’autres langages. En revanche, il s’agit souvent de vé­ri­tables experts dévoués en­tiè­re­ment à Matlab et capables d’offrir des conseils avisés en cas d’erreur, de bug ou d’autre problème.

In­con­vé­nients de Matlab

• Coût : Matlab est un logiciel pro­prié­taire. Si son coût peut se révéler dérisoire pour une en­tre­prise par exemple, il fait face à de nombreux autres langages en­tiè­re­ment gratuits. Les débutants qui sou­hai­tent juste apprendre à pro­gram­mer ont tendance à choisir d’autres al­ter­na­tives, d’autant plus qu’il existe des options gratuites avec des points forts si­mi­laires. De même, les dif­fé­rentes toolboxes sont souvent facturées à part. Au bout du compte, les licences sont rarement achetées par des uti­li­sa­teurs privés.
• Por­ta­bi­lité : cette approche payante entraîne aussi des res­tric­tions en matière de por­ta­bi­lité et de com­pa­ti­bi­lité. Il est bien sûr possible d’utiliser Matlab sur plus d’un or­di­na­teur mais les options restent limitées. Le code écrit n’est souvent ac­ces­sible que depuis une seule machine. Et l’ap­pli­ca­tion dédiée MCR (Matlab Component Runtime) a tendance à vitre montrer ses limites.
• Fonctions et al­go­rithmes : même si un minimum d’ap­pren­tis­sage est né­ces­saire pour s’ap­pro­prier Matlab, certains obstacles peuvent vite se révéler pro­blé­ma­tiques. Pour trouver les solutions vraiment per­ti­nentes, mieux vaut avoir déjà identifié en amont les bonnes fonctions et les bons al­go­rithmes, avant de les acquérir pour les utiliser. Sauter cette étape peut se traduire par une aug­men­ta­tion des coûts et des retards im­por­tants.
• Mémoire requise : Matlab utilise assez peu de mémoire vive, ce qui peut vite devenir un problème lors du trai­te­ment de groupes de données vo­lu­mi­neux. Les besoins en mémoire aug­men­tent de manière ex­po­nen­tielle et mieux vaut éviter les goulets d’étran­gle­ment à l’avance pour rendre son uti­li­sa­tion régulière plus fluide.

Avantages et in­con­vé­nients de Python

Un peu plus jeune que Matlab, Python suit une approche lé­gè­re­ment dif­fé­rente. Lorsque Guido van Rossum développe Python en 1991, il met l’accent sur la sim­pli­cité du code. Celui-ci devait tourner avec peu de mots et de signes et sembler limpide au premier coup d’œil. Le langage libre et open source est resté fidèle à ce principe jusqu’à aujourd’hui. En­tre­temps, il est géré et développé par la Python Software Foun­da­tion, mais de nombreux uti­li­sa­teurs le modifient aussi en fonction de leurs besoins. Python est un langage dynamique, orienté objet, in­ter­prété et in­dé­pen­dant de la pla­te­forme.

Avantages de Python

• Open Source : l’un des plus grands avantages de Python son approche open source. Cela signifie que non seulement le langage est en­tiè­re­ment dis­po­nible gra­tui­te­ment, mais que tout le monde peut aussi le dé­ve­lop­per à sa guise, pour soi-même comme pour les autres.
• Po­ly­va­lence : la première con­sé­quence de ce côté Open source réside dans sa grande po­ly­va­lence. Python trouve des ap­pli­ca­tions dans de nombreux domaines, avec une uti­li­sa­tion par de grandes en­tre­prises comme Google, Spotify ou Netflix. Par­ti­cu­liers et petites en­tre­prises ont tout intérêt à utiliser ce langage, mis en œuvre également dans le travail avec l’IA, dans le dé­ve­lop­pe­ment logiciel et pour les ap­pli­ca­tions Web.
• Courbe d’ap­pren­tis­sage : son approche originale permet d’obtenir ra­pi­de­ment des résultats et un flux de travail optimal. Python est très simple et sa structure claire. Même les néophytes sont en mesure d’écrire leur propre code et de réaliser des projets dès leur premier tutoriel Python. S’il compte cer­tai­ne­ment parmi les langages de pro­gram­ma­tion les plus simples connus, Python convient néanmoins à de nom­breuses ap­pli­ca­tions dif­fé­rentes.
• Por­ta­bi­lité : Python est un langage de pro­gram­ma­tion très flexible. Non seulement par ses nom­breuses pos­si­bi­li­tés d’uti­li­sa­tion, mais aussi par son in­dé­pen­dance vis-à-vis de tout système d’ex­ploi­ta­tion. Il est possible d’écrire sans problème du code sur une pla­te­forme et de le reprendre dans une autre. De quoi faciliter nettement le travail en équipe.
• Com­mu­nauté : Python jouit d’une immense com­mu­nauté. Celle-ci ne se contente pas de dé­ve­lop­per Python en per­ma­nence, de créer de la do­cu­men­ta­tion et de corriger ra­pi­de­ment les bugs. Elle apporte un soutien concret aux nouveaux venus, ce qui rend son ap­pren­tis­sage encore plus facile.

In­con­vé­nients de Python

• Vitesse : par son approche dynamique, Python peut parfois manquer de vitesse. Le langage reste peu adapté aux projets d’envergure avec de grands ensembles de données. Les al­ter­na­tives pré­sen­tent des per­for­mances bien meil­leures.
• Ex­ten­sions : pour accomplir des tâches scien­ti­fiques avec Python, vous aurez besoin de quelques ex­ten­sions. Cela concerne dif­fé­rents paquets comme Numpy ou Scipy et un en­vi­ron­ne­ment de dé­ve­lop­pe­ment intégré. S’ils sont certes dis­po­nibles gra­tui­te­ment, ils doivent tout de même d’abord être installés.
• Terminaux mobiles : Python n’est pas le langage le plus adapté pour le travail avec des appareils mobiles. Seules quelques équipes de dé­ve­lop­pe­ment misent sur ce langage de pro­gram­ma­tion pour dé­ve­lop­per des ap­pli­ca­tions. Il n’est pas non plus com­pa­tible de base avec les systèmes d’ex­ploi­ta­tion mobiles comme iOS et Android.

Python vs. Matlab : quelles dif­fé­rences ?

Main­te­nant que nous avons vu les deux langages et leurs par­ti­cu­la­ri­tés, comparons di­rec­te­ment Python et Matlab.

Syntaxes comparées

La dif­fé­rence la plus flagrante concerne la syntaxe des deux langages. Voici à quoi ressemble la syntaxe de base de Matlab :

% A MATLAB program illustrate
% disp function
disp ("Voici Matlab")

La même sortie simple en Python ressemble à ceci :

>>> print("Voici Python.")

Autres dif­fé­rences

• Éco­sys­tème : Python dispose d’un in­ter­pré­teur et d’une bi­blio­thèque standard. Il est né­ces­saire d’y ajouter d’autres com­po­sants. Cela passe notamment par l’en­vi­ron­ne­ment de dé­ve­lop­pe­ment. Il existe aussi de nom­breuses ex­ten­sions dédiées au travail scien­ti­fique. Comme Matlab n’est dis­po­nible que sous forme de package, il inclut son en­vi­ron­ne­ment de dé­ve­lop­pe­ment en plus du langage en lui-même. Il est possible d’autres fonctions sous forme de toolboxes.
• Dé­ve­lop­pe­ment continu : Python est cons­tam­ment re­tra­vaillé et modifié par sa com­mu­nauté. Nor­ma­le­ment, tout le monde peut adapter le langage à ses besoins. Les mo­di­fi­ca­tions de Matlab sont, quant à elles, ex­clu­si­ve­ment du ressort de The MathWorks.
• Open source : con­trai­re­ment à Python, Matlab n’est pas Open source. Il n’est possible d’utiliser Matlab que contre paiement avec une licence qui peut coûter plusieurs milliers d’euros selon l’étendue souhaitée. Python, quant à lui, est toujours gratuit.
• Per­for­mances : Matlab est une solution aussi rapide que per­for­mante, à condition de bé­né­fi­cier d’un espace mémoire suffisant. C’est à ce niveau que Python a parfois quelques lacunes et se révèle plus lent lors du trai­te­ment de grandes quantités de données.
• Courbe d’ap­pren­tis­sage : Python est nettement plus simple que Matlab et ne nécessite que peu de con­nais­sances préa­lables. Matlab est aussi structuré de manière très logique et com­pré­hen­sible mais il vise en premier lieu les personnes ayant de bonnes con­nais­sances en ma­thé­ma­tiques.

Python vs. Matlab : quel langage choisir ?

Alors, qui remporte la com­pa­rai­son entre Python et Matlab ? Dans la plupart des cas, le choix devrait se porter sur Python. Il présente l’avantage d’être beaucoup plus complet, plus facile à apprendre et surtout gratuit. Ce n’est que lorsqu’on a besoin de Simulink que Matlab tire son épingle du jeu. Jusqu’à présent, il n’existe aucune al­ter­na­tive de qualité com­pa­rable sur le marché. Après, il est tout à fait possible d’utiliser les deux langages en parallèle. Cela vaut tout de même la peine de mettre en relation le prix et les avantages apportés avant de faire ce choix.