Conclusions et perspectives

fenêtres de temps des clients et (3) aux puissances de recharge des stations. Worley and Klab-jan [234] ont présenté un problème combinant à la fois la localisation des stations de recharge et la planification des tournées de véhicules électriques. L’objectif est de trouver un ensemble de tournées de livraison qui minimise le coût total composé des coûts de parcours, des coûts de recharge des batteries et des coûts de localisation des stations de recharge. Dans le même contexte, Yang et Sun [237] ont récemment introduit un problème assez similaire, avec l’hy-pothèse que la batterie peut être échangée au niveau des stations. Il s’agit du problème qu’ils appelaient electric vehicles battery swap stations location routing problem (BSS–EVLRP). En fait, les auteurs ont déterminé les localisations des stations de remplacement des batteries et la planification des tournées des véhicules simultanément sous les contraintes d’autonomie et de capacité de la batterie. Puisqu’il s’agit d’un système de remplacement de batteries, les contraintes liées aux stations et aux fenêtres temporelles ne sont pas imposées. En d’autres termes, il n’y a pas de limites sur le nombre de véhicules qui peuvent se présenter en même temps auprès de ces stations.

Plus récemment, Hof et al. [116] ont montré comment adapter la méthode de recherche adaptative à voisinage variable (AVNS) de Schneider et al. [199] au BSS–EVLRP. Leur travail consiste en la détermination à la fois (1) les localisations recommandées pour construire les stations de remplacement, et (2) les tournées de véhicules électriques pour servir un ensemble de clients et ce, dans l’objectif de minimiser les coûts de construction et de routage.

Enfin, nous référons le lecteur aux revues récentes de Pelletier et al. [172], Montoya et al. [158] et [197] portant sur différents problèmes de tournées de véhicules électriques. Ces revues contiennent également plusieurs travaux de recherche intéressants, notamment en ce qui concerne la taille et la composition de la flotte, les fenêtres de temps, la consommation énergétique, les types de recharge de la batterie, les méthodes de résolution, etc.

5.8. Conclusions et perspectives

Dans le cadre du projet Green Truck, nous nous sommes focalisés sur l’optimisation stra-tégique relative au dimensionnement de la batterie ainsi qu’aux infrastructures de recharges et ce, dans un contexte de transition énergétique dans la zone industrialo-portuaire du Havre. Plusieurs options ont été examinées en vue d’atteindre les objectifs fixés, à savoir réussir cette transition énergétique et lutter plus efficacement contre le réchauffement climatique. Diverses techniques ont été employées pour répondre à ces objectifs. Dans ce qui suit, nous présentons notre apport tant sur les objectifs "problème" que sur les objectifs "techniques". Ensuite, nous évoquons les différentes perspectives de travaux qui feront suite à ceux exposés dans ce projet.

5.8. CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 132

Les travaux menés en collaboration avec nos partenaires du projet s’articulent autour de l’étude de la faisabilité technico-économique de la solution électrique pour le transport routier des conteneurs au sein du port du Havre. Nous avons traité différentes problématiques liées au dimensionnement des équipements et infrastructures afin de tester la faisabilité de la solution électrique envisagée. Cette problématique a été abordée dans un contexte reflétant le transfert quotidien des conteneurs du partenaire industriel DUBOC. Nous avons pu classifier le pro-blème rencontré chez DUBOC comme une variante du propro-blème de transport à la demande, connue également sous le nom Dial A Ride Problem (DARP).

Pour la résolution de ces problèmes de dimensionnement de la batterie et les puissances des stations de recharge, nous avons utilisé des techniques d’optimisation basées sur la program-mation dynamique et les approches heuristiques. Après la phase d’optimisation, nous avons utilisé l’outil de simulation Anylogic pour valider les résultats.

À la suite des résultats obtenus, l’expression du besoin pourrait donc évoluer vers un véhi-cule capable d’effectuer cette activité, avec des recharges dans différentes stations électriques localisées près des flux principaux. Cette expression rejoint celle d’autres fournisseurs d’éner-gies alternatives telles que le GNV (Gaz Naturel pour Véhicule) et l’hydrogène pour les PAC (Pile à Combustible).

Certaines briques technologiques développées dans le cadre de ce projet comme la consom-mation énergétique en fonction de la vitesse, de la charge et de la pente, la modélisation de la trajectoire ainsi que le recensement des flux, pourront se révéler très utiles pour alimenter une réflexion sur l’aménagement du territoire et la localisation des stations de recharge en énergie des véhicules des acteurs portuaires.

En attendant, la démarche réalisée dans le cadre de ce projet et les connaissances acquises devraient aussi permettre au GPMH et à ses partenaires, d’étudier rapidement les équations économiques des autres types d’énergie et d’apporter des éléments de réflexion utiles à l’éla-boration d’une politique énergétique portuaire.

En dehors des perspectives industrielles décrites précédemment, d’autres problématiques peuvent être abordées dans le contexte de la logistique portuaire. Ainsi, nous projetons d’orien-ter nos recherches vers le développement d’autres méthodes de résolution dont le but est de (1) compléter les premiers résultats obtenus, (2) analyser l’efficacité opératoire des modélisations mathématiques proposées sur des cas plus étendus et plus complexes et enfin (3) proposer des améliorations.

Pour ce qui a trait aux perspectives sur les problématiques. Une première perspective de tra-vail serait de planifier le transfert routier de conteneurs en optimisant l’affectation des véhicules thermiques et les temps d’attente lors des tournées de ces véhicules. À des fins de comparaison,

5.8. CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 133

ce même problème fera l’objet d’une nouvelle étude en utilisant les véhicules électriques. Une seconde perspective est la résolution du problème stratégique de localisation des bornes de re-charge électriques. D’autres perspectives d’extension et/ou de combinaison des problématiques de tournées de véhicules électriques et localisation des bornes de recharge sont également en-visagées. En attendant, notre recherche se focalise actuellement sur l’étude bibliographique qui se tire de la littérature des tournées de véhicules électriques et de celle traitant des applications de la recherche opérationnelle dans les systèmes de transport électrique. Par la suite, un intérêt particulier sera notamment accordé aux problèmes de transport dans le milieu portuaire.

Pour conclure, l’analyse de la littérature ci-dessus nous a permis (1) de répertorier de nom-breuses variantes, (2) de décrire les principales différences par rapport à notre projet, tant sur l’aspect modélisation que sur l’approche de résolution et (3) de prévoir d’autres perspectives que celles citées auparavant. Nous citons :

• Test d’instances : Dans une première étape, nous finaliserons le travail de collecte de données liées à ce problème (topographie, cartographie, vitesse, etc.) de manière à obtenir des instances totalement réelles, c’est à dire, des instances qui décrivent l’activité quotidienne de transfert de conteneurs. Puis dans une deuxième étape, nous générerons des benchmarks qui tiennent compte des caractéristiques de notre problème.

• Modélisation : L’un des constats qui ressort de l’analyse de cette littérature est que plusieurs aspects tels que les horaires de visite, la composition de la flotte, la localisation des stations, les techniques de recharge, la consommation énergétique, etc., ont été étudiés. Cependant, à notre connaissance, il n’existe aucun travail de recherche regroupant tous ces aspects. D’autre part, les incertitudes (par exemple sur les temps de déplacement, les temps d’attente, etc.) ne sont pas encore prises en compte dans la littérature.

• Optimisation : Outre l’application de différentes méthodes d’optimisation exactes et/ou ap-prochées, nous envisageons d’adopter la recherche tabou comme méthode de résolution. Cela est motivé d’une part par le fait que cette approche n’aurait pas encore été utilisée pour l’opti-misation des tournées des véhicules électriques, et d’autre part, par le fait qu’elle a présentée, comme montré dans ce manuscrit, des résultats très satisfaisants après avoir l’appliquer à dif-férentes variantes du VRP thermique. Des approches d’optimisation robuste sont également envisagées afin d’intégrer les incertitudes.

• Couplage de l’optimisation avec la simulation : Nous intégrons les travaux d’optimisation dans l’outil de simulation Anylogic afin d’évaluer avec précision les solutions lorsqu’elles sont soumises à des incertitudes. Cette évaluation par simulation fera l’objet d’un travail de cou-plage avec les méthodes d’optimisation. Autrement dit, la simulation permettra de modifier

5.8. CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 134

automatiquement certains paramètres d’entrée dans l’algorithme d’optimisation, afin de relan-cer le processus de résolution. Par exemple les paramètres comme la vitesse du véhicule et la consommation énergétique peuvent être modifié en fonction de l’état de la route (pente, plat, etc.) ou la charge du véhicule. Ou encore, les retards importants de recharge au niveau des sta-tions peuvent être réduits de manières à augmenter les puissances de ces stasta-tions. Le couplage permettra également de prendre en compte les incertitudes.

• Système d’aide à la conduite : Le développement d’un système d’aide à la conduite est l’une des perspectives importantes pour la suite de ce travail. Ce système servira à collecter des informations depuis le véhicule ou des unités de bords de route (RSU - Road Side Unit) afin d’apporter une aide au conducteur en termes d’information ou assistance. En effet, plu-sieurs études peuvent être entamées, dont celles concernant (1) la connectivité entre tous les composants du système afin d’estimer le flux d’information qui peut être échangé, et (2) les équipements au niveau des véhicules qu’il sera nécessaire de mettre en place pour apporter de l’aide au conducteur (interfaces réseaux, GPS pour la localisation, écran pour l’affichage des informations, équipements téléphoniques (4G/5G) pour pallier à l’absence de connectivité sur certaines zones, etc.).

CHAPITRE 6

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

L’essentiel de notre thèse porte sur l’étude, l’analyse et la résolution d’une problématique réelle issue du quotidien de l’entreprise Algérienne NAFTAL de distribution et commerciali-sation des produits pétroliers. Celle-ci dispose d’importantes infrastructures de stockage et de transport réparties sur tout le territoire national de son pays. Ces caractéristiques donnent lieu à une organisation importante de distribution des produits pétroliers sur un réseau extrêmement complexe afin de satisfaire plusieurs milliers de clients, qui sont de plus en plus demandeurs de meilleures performances (livraison à temps, accessibilité réduite, etc.). Les travaux menés s’articulent autour des problèmes liés à l’activité de distribution des produits pétroliers à des stations-services moyennant des camions citernes. À priori, cette activité peut sembler extrê-mement simple, mais lorsqu’il s’agit de la réaliser au moindre coût, cela devient une opération très complexe que ce soit pour les produits industriels en général ou pour les produits pétroliers en particulier.

Cette problématique de distribution nécessite particulièrement l’optimisation de la construc-tion des tournées de véhicules afin de diminuer les coûts. Il s’agit d’un problème de tournées de véhicules compartimentés ou MCVRP (Multi-Compartment Vehicle Routing Problem) dans un réseau qui se distingue par la particularité de ses caractéristiques, telles que la présence d’une flotte de véhicules hétérogène, la présence de contraintes d’accessibilité aux différents clients, la présence de fenêtres de visite au sein desquelles les livraisons doivent être effectuées.

Notre principale contribution porte sur la conception d’une méthode de recherche tabou permettant de résoudre le MCVRP avec fenêtres de temps (MCVRP-TW). Cette méthode a été adaptée à deux autres problématiques annexes, la première intègre des contraintes supplé-mentaires liées à l’opération de chargement des produits pétroliers dans les compartiments, et l’autre inclut le concept d’ajustement des quantités demandées. En ce qui a trait à la validation