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.