Systèmes de transport de marchandises

[Crainic et Semet, 2005] dénit un système de transport de marchandises comme étant un système qui permet l'acheminement de biens (ou de services) entre les lieux de pro-duction et de consommation. Des exemples classiques de tels systèmes sont : le transport international et multimodal de conteneurs, le transport de fret par rail ou par camion, les systèmes de courrier express et régulier, la collecte d'ordure ménagère... Parmi ces systèmes, on distingue le transport de marchandises longue distance (comme le fret long courrier), et les activités de collecte et distribution s'eectuant généralement à l'échelle locale (comme la city logistics).

Comme pour le transport de passagers, les services sont de deux types.

Le transport "porte-à-porte" (Truckload s'il s'agit de transport par camions), se rapproche du taxi avec lequel on a planié à l'avance son trajet. Un véhicule (convoi, service) est consacré à la demande d'un seul client. On retrouve par exemple le camionnage en charge pleine, le transport express de marchandises.

Le transport avec consolidation, qui se rapproche du transport en commun. Les charges de plusieurs clients sont regroupées, consolidées, et transitent ensemble à bord des mêmes véhicules (même convoi). On retrouve le transport par rail, les lignes régulières de bateau, le Less-Than-Truckload motor carriers.

L'objectif du paragraphe suivant et de décrire le transport avec consolidation.

Transport avec consolidation. Un véhicule prend en charge des demandes de dié-rents clients. En général, le transporteur s'organise et propose un service régulier, il doit décider quelles routes, quelles fréquences de services, et quels plannings mettre en place.

Les transporteurs de marchandises consolidées sont organisés sous la forme de réseaux en étoile dit hub-and-spoke, illustrés gure 3.10.

routes principales routes secondaires collectes et livraisons

Figure 3.10 Réseau hub-and-spoke.

L'avantage principal est que ce type de réseau favorise les économies d'échelles. Des ux plus importants sont triés et groupés dans les terminaux (hubs), et sont acheminés vers d'autres terminaux via des services à grande fréquence et grande capacité. Par contre, les itinéraires sont souvent plus longs et le coût et temps des opérations dans les terminaux peuvent aussi être pénalisant. De plus, les risques de pertes et de dégradations des colis sont plus importants.

Les terminaux jouent ainsi un rôle central et essentiel dans les systèmes avec consolidation : ils permettent de trier les marchandises, de consolider le fret via des opérations de trans-bordement, de regrouper les véhicules en convois, de réarranger et modier ces convois. Ceci nécessite donc une multitude d'équipements spéciques, et engendre un grand nombre de problèmes de gestion.

Les systèmes avec consolidation permettent, à condition d'une bonne planication, d'une bonne mise en oeuvre de cette planication et d'une gestion ecace des opérations, no-tamment dans les terminaux, de réduire les coûts pour le client et pour le transporteur. Ils orent également des solutions moins polluantes, le prix à payer étant une réduction de la exibilité pour le client, qui ne sera satisfait que si la qualité de service promise (délais, abilité, ...) est respectée. Du côté du transporteur, des méthodes pour planier et diriger les opérations sont essentielles, leur ecacité conditionnant le prot du transporteur.

Niveaux de planication. On retrouve les trois niveaux de planication selon la clas-sication de [Crainic et Laporte, 1997].

Niveau stratégique. Associé à la planication à long terme, il s'agit en général de construire l'infrastructure physique du système. On y compte notamment les pro-blèmes suivants :

localisation de terminaux (plateforme multimodale, gare de fret, plateforme de crossdocking, ...) ;

équipement des plateformes (type et quantité de grues) ;

construction de lignes (routes, lignes de chemin de fer) supplémentaires ; destruction, désaection de certaines infrastructures.

Niveau tactique. Associé à la planication à moyen terme, il s'agit en général de la gestion et du contrôle optimal des ressources, routes et planning. Un des points clé à ce niveau est de garantir la satisfaction de la compagnie en termes de qualité de service oerte à ses clients et en termes économiques. Le principal problème de la planication tactique est la conception de réseau de service. A ce niveau, on apporte des réponses à des questions telles que :

Sur quelles routes doit-on orir un service ? Quel type de service (mode) utiliser ?

A quelle fréquence doit-on orir le service et selon quels horaires ?

Comment faire transiter les marchandises via les réseaux physiques et de service ? Comment répartir la charge sur les diérents terminaux du système ?

La planication tactique produit un plan de transport qui garantit la qualité de ser-vice requise pour les clients et une utilisation ecace des ressources an d'assurer les meilleurs prots pour le transporteur. Ainsi, les décisions prises au niveau tactique concernent principalement : la sélection des services à orir et leur fréquence (ou horaire), la distribution du transport des demandes sur ces services, les politiques au niveau des terminaux (formation de convois, politique de consolidation, ...) et les politiques de repositionnement à vide.

Niveau opérationnel. Associé aux opérations, les problèmes opérationnels sont sous une forte inuence du temps. Il s'agit en général de la gestion et du contrôle dynamique des ressources, des routes, des plannings. On retrouve les problèmes suivants. Problèmes dans le transport de fret maritime par conteneurs : ordonnancement des

grues d'un port, aectation et ordonnancement des arrimages, gestion de l'espace de stockage.

Problèmes de tournées de véhicules, ou vehicle routing problem décrit dans la sec-tion 3.3.3.

Notre problème de conception de réseaux de service pour le transport de fret se si-tue principalement au niveau tactique. Il intègre également quelques composantes plus opérationnelles, notamment la construction d'horaires pour les routes des véhicules. Les problèmes fondamentaux du domaine du transport apparaissent comme sous-problèmes :

les multi-ots multicommodity ow problem,

les problèmes de tournées de véhicules vehicle routing problem, la conception de réseau.

Dans la suite, nous proposons une revue de la littérature de ces problèmes et du problème de conception de réseau de service. Puis, nous replaçons notre problème par rapport à ceux de la littérature.