Synchroniser les transports de demain : du camion jusqu’au drone

Évolution des services de livraison, multiplication des moyens de transport, villes saturées, marchandises mutualisées… L’optimisation des réseaux logistiques se complexifie au point que l’homme seul ne peut plus trouver la solution sans l’aide de logiciels intelligents. Olivier Péton, spécialisé en recherche opérationnelle pour l’optimisation des transports à IMT Atlantique, tente de répondre à la question : comment livrer des milliers de clients dans de bonnes conditions ? Ses recherches ont notamment été présentées lors du colloque IMT en octobre 2018 sur les systèmes de production du futur. 

[box type= »shadow » align= » » class= » » width= » »]Cet article fait partie de notre dossier « Le futur des systèmes de production, entre personnalisation et développement durable. » [/box]

Avez-vous pensé à l’aventure qui attend le livre, le jean ou le réveil que vous venez d’acheter d’un simple clic ? Déplacé, transféré, stocké et redistribué. D’un lieu stratégique à un autre, à travers l’ensemble du territoire jusqu’à votre ville. Multiples camions, fourgons ou vélos seront réquisitionnés pour vous livrer. Si votre commande arrive à bon port, c’est grâce à l’organisation minutieuse d’un réseau logistique qui ne cesse de se complexifier.

À IMT Atlantique, Fabien Lehuédé et Olivier Péton font de la recherche opérationnelle axée sur l’optimisation des transports et des réseaux logistiques. « Un réseau logistique prend en compte l’implantation des usines et des entrepôts, décide quel site de production desservira quel client, etc. Notre travail est de mettre en place un réseau et de le faire évoluer dans le temps à l’aide de méthodes récentes d’optimisation  », décrit Olivier Péton.

Et la demande est vaste. Ainsi, l’évolution des législations limitant les accès aux centres-villes à certains véhicules ou à certains horaires forcent à revoir les modes de distribution. En parallèle, l’apparition de nouvelles technologies et de nouveaux services, comme les consignes en ville ou l’évolution des modes de distribution, sont autant d’occasions de ré-optimiser les transports.

Quels enjeux pour l’industrie du futur ?

« La majorité de nos travaux depuis 10 ans concernent des systèmes logistiques avec synchronisation de véhicules » constate Olivier Péton. « C’est-à-dire que plusieurs véhicules s’arrangent pour arriver pratiquement en même temps au même endroit. » Cela est notamment le cas dans les projets de mutualisation des transports, dans lesquels des biens sont regroupés au niveau d’une plateforme logistique avant de repartir vers leur client final. « C’est aussi le cas du transport multimodal, où un véhicule de grande capacité transfère son contenu à plusieurs véhicules de petite capacité en charge du dernier kilomètre » ajoute le chercheur. Ces notions de mutualisation et de transport multimodal sont au cœur de l’industrie du futur.

Depuis le fournisseur jusqu’au client, le réseau passe parfois de l’échelle nationale à celle d’une ville. D’un côté, les transports nationaux s’appuient sur un réseau de hubs logistiques par lesquels passent de gros volumes de marchandises. De l’autre, les réseaux urbains, notamment caractéristiques de l’e-commerce, s’intéressent à la livraison au dernier kilomètre. « Entre les deux, les contraintes diffèrent. Dans un réseau national, la visibilité peut être sur une semaine. Les camions ne visitent souvent que trois à quatre lieux dans la journée. En ville, on visite beaucoup plus de clients chaque jour, on peut se réapprovisionner à un entrepôt. Il faut prendre en compte les retards, les phénomènes de congestion et la possibilité de corriger les itinéraires en cours de route » décrit Olivier Péton.

Les bons outils font les bons les réseaux

La complexité d’un réseau dépend du nombre de combinaisons entre les éléments qui le composent. Plus il y a de sites, de commandes client et d’arrêts, plus le réseau est difficile à optimiser. Il peut y avoir des milliards de solutions, et trouver la meilleure en les énumérant toutes est impossible. Interviennent alors nos algorithmes des chercheurs. Ils s’appuient sur le développement de méthodes heuristiques, c’est-à-dire s’approchant le plus possible d’une solution optimale avec un temps de calcul raisonnable de quelques secondes ou quelques minutes. Pour y parvenir, disposer de données fiables est essentiel : coûts de transport, fenêtres horaires de livraison, etc.

S’ajoutent des contraintes propres à chaque entreprise. « Nous avons eu le cas de compagnies de transport exigeant des trajets de camions en lignes droites, avec aussi peu de détours que possible pour livrer des clients intermédiaires », expose Olivier Péton. D’autres  contraintes concernent le nombre maximal de clients sur une route, l’équité dans la durée de travail des chauffeurs, etc. Ce genre de contraintes se modélise sous forme d’équations. « Pour résoudre ces problèmes d’optimisation, on part d’un plan de transport initial et on essaie de l’améliorer itérativement. Chaque fois que l’on modifie le plan de transport, on vérifie qu’il respecte toujours l’ensemble des contraintes ». L’ultime résultat repose sur la qualité de service : s’assurer que le client soit servi dans la fenêtre horaire de livraison en une seule fois.

Une demande grandissante

Aujourd’hui, ces travaux servent principalement  en amont de la livraison de réseaux nationaux. Ils aident à la conception de plans de transport, déterminent combien de camions affréter et font les emplois du temps des chauffeurs. Olivier Péton ajoute : « ils permettent également la réalisation de simulations qui montrent les gains qu’une entreprise peut espérer en modifiant ses pratiques logistiques. Dans cet esprit, nous travaillons avec l’entreprise 4S Network, qui accompagne ses clients tout au long de leurs projets de mutualisation des transports. » Ces travaux peuvent aussi intéresser les gros donneurs d’ordres qui gèrent une flotte avec des transports variant beaucoup quotidiennement. Si les demandes sont très différentes d’un jour à l’autre, la solution logicielle peut construire un plan de transport en quelques minutes.

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Le défi majeur des chercheurs ? La robustesse de l’outil. C’est-à-dire sa capacité de réaction aux aléas : congestion, problèmes techniques… Il doit permettre de petites variations sans avoir à réoptimiser la solution tout entière. D’autant que de nouvelles problématiques émergent. Quelle zone d’échange utiliser en ville  pour le transfert de marchandise : parking, zone vide ? Dans quel tonnage vaut-il mieux investir pour des camions électriques ? Les pistes de réflexion sont encore nombreuses avant d’arriver à l’optimisation en temps réel.

Autre défi : la mise au point de solutions technologiquement viables associées à un modèle économique pérenne et acceptables d’un point de vue sociétal et environnemental. Dans le cadre du projet ANR franco-allemand OPUSS, Fabien Lehuédé et Olivier Péton travaillent ainsi à l’optimisation de systèmes de distribution complexes. Ces derniers combinent des camions ou transports urbains à des flottes de petits véhicules autonomes chargés de la livraison au dernier kilomètre, en attendant l’arrivée des drones…

Article rédigé par Anaïs Culot, pour I’MTech.