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HAL Id: halshs-00922810 https://halshs.archives-ouvertes.fr/halshs-00922810 Submitted on 30 Dec 2013 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Modèles et méthodes pour la logistique urbaine: les problèmes de tournées de véhicules à deux échelons Jesus Gonzalez-Feliu To cite this version: Jesus Gonzalez-Feliu. Modèles et méthodes pour la logistique urbaine: les problèmes de tournées de véhicules à deux échelons. 2013. <halshs-00922810> Modèles et méthodes pour la logistique urbaine: les problèmes de tournées de véhicules à deux échelons Jesús González Feliu Centre National de la Recherche Scientifique, UMR 5593 LET 14 Avenue Berthelot 69363 Lyon Cedex 07 FRANCE Résumé : Ce travail s’intéresse à la modélisation du transport de marchandises en ville dan sune optique d’aide à la décision, plus précisément sur les problèmes de tournées de véhicules (PTV) en introduisant une nouvelle variante qui combine deux niveaux ou échelons dans une approche systémique. Dans un premier temps, les principales expériences de " city logistics " en Europe son présentées, en faisant un zoom sur l’Italie, ainsi que des lignes d'action dans la planification des systèmes de distribution urbaine des marchandises qui puissent devenir opérationnels et efficients. Ensuite, cette thèse s’intéresse les principales problématiques et limites de l'optimisation de systèmes de transports à niveaux multiples, en unifiant les concepts et la notation via une proposition théorique de la gestion de systèmes de transport multi-niveaux. Ensuite, une nouvelle famille de problèmes est introduite. Ces problèmes d'optimisation de tournées de véhicules s’intéressent à des systèmes à niveaux multiples, en détaillant le cas basique : le problème de routes de véhicules à deux niveaux. Nous proposons des modèles mathématiques pour ce problème et des résultats numériques pour illustrer les avantages et les limites de la modélisation de ces systèmes. Mots clé : logistique urbaine ; problème de tournées de véhicules ; systèmes multiniveaux ; management ; localisation. Ce travail est une synthèse de la thèse intitulée Models and Methods for the City Logistics, soutenue le 12 mai 2008 au Politecnico di Torino, Turin, Italie. Pour citer ce document : Gonzalez-Feliu, J. (2013), Modèles et méthodes pour la logistique urbaine: les problèmes de tournées de véhicules à deux échelons. Cahier de Recherche LET. Pour citer la thèse : Gonzalez-Feliu, J. (2008), Models and Methods for the City Logistics – The Two-echelon Capacitated Vehicle Routing Problem. PhD. Thesis. Politecnico di Torino, Turin, Italy. Modèles et méthodes pour la logistique urbaine: les problèmes de tournées de véhicules à deux échelons Jesús González Feliu Directeur de Thèse : Pr. Roberto Tadei Membres du Jury : Pr. Federico della Croce di Dojola (président), Dr. Andrea Grosso (rapporteur), Dr. Giuliana Carello (rapporteur) 1. Introduction La distribution de marchandises est un secteur en constant développement et constitue un facteur économique important. Par contre, dans les villes, il contribue notamment aux problèmes de congestion, pollution, bruit et d’autres dérangements à la population des villes. Pour faire face à ces problèmes, une nouvelle discipline est née à la fin du XXe siècle, la « City Logistics », qui a comme objectifs principaux la réduction de la congestion, la pollution et le bruit occasionné par le transport de marchandises en ville. Dans les dernières années, plusieurs études et expériences se sont développées en toute l’Europe, mais pour l’instant une politique commune en matière de logistique urbaine n’a pas encore été proposée par l’Union Européenne. En Italie, seulement certaines villes de petite taille ont expérimenté des politiques de « city logistics » avec succès, mais sans un lien entre elles. Nous observons que ces expériences utilisent des centres urbains de distribution de marchandises, ce qui peut se traduire en un système de transport à deux ou plus niveaux. Plusieurs études en recherche opérationnelle ont traité des problématiques liées à des systèmes à niveaux multiples pour la distribution de marchandise. Néanmoins, l’optimisation des coûts de transport est en générale réalisé en considérant chaque niveau indépendant des autres, ou en approximant les coûts du transport dans certains niveaux pour simplifier. Un autre problème est le manque d’une unification de la terminologie utilisée dans ces études, qui rend difficile la recherche bibliographique. Pour ceci, et après un première recherche documentaire, il a été décidé d’axer la thèse sur les systèmes multiniveaux de transport, dans une optique de management et d’optimisation, tout en tenant compte la vision publique de la logistique urbaine et son encrage dans les différents territoires des agglomérations. Le but de cette thèse a été de proposer des lignes guide d’action en matière de planification de la distribution urbaine de marchandises, en unifiant certains termes, ainsi que de présenter une famille de problèmes d’optimisation de routes des véhicules qui considère les systèmes à niveaux multiples dans son ensemble et pas comme une somme de systèmes indépendants (Gonzaelz-Feliu, 2008). Elle est divisée en 7 chapitres : Le premier chapitre présente le contexte général de la logistique urbaine via une introduction chronologique et la présentation de la définition de base de la « city logistics » (au sens de Taniguchi et al., 2001). Ensuite, une série d’expériences, la plupart liées à la notion de centre de distribution urbaine (CDU) sont présentées. Les expériences italiennes sont plus approfondies, dans ce travail, mais une vision d’ensemble des principaux apys d’Europe en terme de logistique urbaine (France, Allemagne et Pays Bas) est aussi faite. De plus, d’autres expériences intéressantes en provenance d’autres pays ont été analysées. Il faut noter que non seulement les succès sont présentés, aussi les échecs sont analysés. Après cette analyse, les principaux éléments pour la définition d’une solution de logistique urbaine sont proposés. Le deuxième chapitre porte sur les systèmes logistiques à plusieurs niveaux, ou échelons. Ce chapitre souhaite apporter un regard théorique aux systèmes de transport et de logistique en introduisant la vision de système dans l’analyse, la planification et le management de ces systèmes. En commençant par la notion de chaîne logistique (supply chain), les systèmes multiniveaux sont définis en présentant en détail leurs éléments constitutifs. Ensuite, une revue de littérature sur la question est effectuée. Le troisième chapitre porte sur les problèmes de tournées de véhicules, très étudiés dans la littérature (Toth et Vigo, 2002 ; Cordeau et al., 2007). En partant de la version de base du problème, les différentes variantes du problème, ainsi que les principales méthodes de résolution, sont revues et synthétisées. A partir de cette revue de la littérature, la contribution de la thèse est annoncée et motivée, en justifiant son intérêt par rapport à la problématique. Les chapitres 4 et 5 portent sur les problèmes de tournées de véhicules à niveaux multiples. Le problème d’optimisation est présenté et ses principales variables, constantes, paramètres et relations définies dans le chapitre 4. Ensuite, dans le chapitre 5, le problème de tournées à deux niveaux est détaillé, allant jusqu’à la définition de deux modèles mathématiques, qui sont présentés et comparés. Ensuite, pour des raisons de temps de calcul, le premier modèle est retenu. Dans le chapitre 5, le modèle retenu est testé. Plusieurs jeux de données sont définis (pour des situations de distribution régionale ensuite de distribution urbaine) et le modèle est utilisé pour résoudre les problèmes d’optimisation qui en découlent. Dans un premier temps, une analyse d’accessibilité est faite pour étudier l’intérêt d’utiliser des systèmes de distribution à deux niveaux pour livrer une ville. Ensuite, des jeux de test plus ciblés sur la distribution urbaine avec différentes stratégies de localisation des plates-formes de consolidation-distribution sont proposés et simulés. Le chapitre 7 propose une méthode de résolution du problème en utilisant la génération de colonnes (Desrosiers et al., 1984). Deux nouvelles représentations du problème sont proposées et la méthode de génération de colonnes décrite. Des tests ont été effectués et les résultats commentés. Jugés peu satisfaisants, les résultats ont porté à conclure sur le fait que la méthode envisagée est peu adapté au problème. Une nouvelle méthode est aussi proposée en recommandation pour des futures recherches. 2. Une vue d’ensemble de la logistique urbaine Jusqu’aux années 80, le transport de marchandises a été principalement géré par les entreprises privées, y compris dans ses parties terminales (le dernier kilomètre) à l’entrée ou l’intérieur des zones urbaines (Crainic et Laporte, 1997 ; Crainic et al., 2004). Dans les années 90, la prise de conscience que les autorités publiques doivent intervenir dans la gestion et la planification du transport de marchandises en ville a donné lieu à des réflexions autour de la logistique urbaine. La notion de « city logistics » a été introduite dans les années 90 par Ruske (1994) puis complétée par Taniguchi et al. (2001). Elle peut être définie comme le processus d’optimisation complète des livraisons à destination du centre-ville sans pour uploads/Management/ modeles-et-methodes-pour-la-logistique-urbaine-les-problemes-de-tournees-de-vehicules-a-deux-pdfdrive.pdf