Création des modèles d’optimisation minimisant les émissions de CO2 du transport de marchandises

Cette section est consacrée à définir un nouveau modèle d’optimisation qui minimise les émissions de CO2 de transport par la conception de réseaux logistique mutualisés. A cette fin, nous allons d’abord analyser les modèles existants en matière de problème de transport de marchandises. Avant tout, il est nécessaire de préciser que cette partie ne vise pas à créer de nouveaux algorithmes de résolution de problèmes de transport mais de proposer et de justifier des choix de modélisation, s’appuyant sur la littérature existante, pour proposer une modélisation et des méthodes de résolution efficace pour le problème de la minimisation des émissions d’un réseau de transport mutualisé. En effet, l’optimisation des transports de marchandises n’est pas un nouveau sujet dans le domaine du SCM et ce problème est bien connu en recherche opérationnelle. Cependant, jusqu’à ce jour il n’existe pas de modèle d’aide à la décision pour la minimisation des émissions de CO2 au niveau de la concept organisations de transport en deux types : consolidation et direct. Le dernier type consiste en un schéma «porte-à-porte» du site d’un chargeur spécifique à un site de destination spécifique. Cette organisation est très utilisée pour les livraisons «personnalisées» entre fournisseurs industriels et clients distributeurs. Le premier type est plus utilisé en messagerie par exemple. Pour autant, ce travail se centre sur les systèmes de transport avec consolidation (mutualisation dans le cas présent) pour des flux «industriels».

Comme cela a été montré dans le Chapitre 2, la consolidation du fret dans un réseau intégré se fonde essentiellement sur deux approches, par les hubs et par les moyens de transport. Ce qui débouche sur deux types de problèmes qui concernent la conception de réseau de distribution avec centre de consolidation (hub) et le PTV (Problème de Tournée de Véhicules). Le dernier sera discuté à la fin du chapitre. Nous nous focalisons par la suite sur les problématiques et les modèles existants en matière de conception de réseaux. Dans le contexte de la grande distribution, cette section est consacrée à l’analyse des problèmes liés au problème du transport lors de la conception de réseaux de distribution (TDNDP, Transportation Distribution Network Design Problem). En général, le DNDP (Distribution Network Design Problem) consiste à « définir les meilleurs schémas de transfert des marchandises des sites d’approvisionnement aux points de demande en choisissant la structure du réseau (échelons, le nombre et la localisation des infrastructures logistique, etc.) tout en minimisant les coûts globaux » (Ambrosino et Grazia Scutella, 2005). Au regard des coûts, celui du transport et des stocks en sont les deux composantes plus importantes à optimiser, donc plus précisément le TINDP (Transportation- Inventory Network Design Problem). Dans la littérature, il existe de nombreux travaux liés à ce problème, par exemple (Blumenfeld et al., 1985), (Burns et al., 1985), (Hall, 1987), (Bertazzi et al., 1997), (Tyan et al., 2003), (Ambrosino et Grazia Scutella, 2005) et (Shu et al., 2005), qui ont tous l’objectif de minimiser la somme des coûts de transport et de stockage. Mais par rapport à l’objectif d’étude lié à la réduction des émissions logistiques, seule l’activité de transport sera considérée lors de la conception de réseaux, autrement dit le TDNDP. En effet, en dehors des produits à température dirigée, exclus ici, les émissions de CO2 liées au stockage sont négligeables par rapport au transport.

(O’Kelly et Miller, 1994) déclinent le problème général de la conception de réseau en 4 sous-problèmes : (1) identifier la stratégie optimale (quantité et localisation) des hubs ; (2) affecter les nœuds (sites fournisseurs ou distributeurs) aux hubs ; (3) déterminer les liens entre les hubs ; et (4) déterminer les chemins logistiques liés aux flux. En dépit du fait que le TDNDP focalise particulièrement sur la minimisation du coût de transport, ces 4 sous- problèmes sont également à adresser dans notre cas. e TDNDP ne sont pas exactement identiques. Le transport, comme le décrivent les modèles analysés ensuite, part en général d’un graphe complet, par exemple les flux du transport sont probablement dans les deux sens entre sites i et j. En revanche, la conception de réseau de distribution repose sur un graphe partiel en raison des flux à sens unique par exemple de fournisseur i à distributeur j, mais l’arc j-i est interdit dans le graphe. Bien que les modèles discutés dans cette section soient en général liés au problème de transport, ils peuvent également être appliqués à la conception de réseaux en rajoutant des contraintes spécifiques. Donc, ils sont présentés comme des modèles TDNDP dans les discussions suivantes.