Aide à la conception et évaluation des solutions intégrées en Logistique Urbaine par la simulation et l’optimisation discrète

Directeur(s) de thèse : Van-Dat CUNG
Ecole doctorale : I-MEP2
Date de début (souhaitée) : 01 septembre 2015
Financements envisagés – Contexte – Partenaires éventuels :

Description du sujet :
La logistique urbaine recouvre toute prestation concourant à une gestion optimisée des flux de marchandises en milieu urbain (Dablanc, 2006). Elle inclut des dimensions de service, mais surtout d’innovation pour les différents acteurs qui en sont les parties prenantes. Elle regroupe de nombreuses activités incluant le transport, le stockage, le conditionnement et la gestion des commandes, la gestion des retours d’emballages et des palettes, les livraisons à domicile, l’offre de relais livraison, qui sont à l’origine d’offres et de solutions nouvelles car les pratiques de consommation évoluent et la demande de services s’accroît (Evrard Samuel et Cung, 2014). Les pressions aussi bien environnementales qu’économiques positionnent au premier plan les enjeux liés au transport de marchandises dans les villes et laissent penser que de nombreux changements auront lieu dans les années qui viennent : la ville, en tant que dernière étape d’une chaîne logistique multi-acteurs, doit absorber un flux de marchandises croissant, ce qui génère des perturbations multiples (congestion, pollution, accident, etc.) que ni les élus, ni les entreprises ne peuvent ignorer.
Cette thèse s’inscrit dans le prolongement des travaux initiés au sein du projet URBADIS, projet transverse de l’ARC7, portant sur les problématiques de transport et d’entreposage pour la distribution urbaine. De nombreuses études ont déjà été menées et sont toujours en cours dans le cadre de ce projet démarré en 2012. Les premiers résultats permettent d’apporter des éléments de réponse sur la délicate question de la viabilité économique des modèles actuels et des organisations à mettre en place pour accompagner les nouveaux modèles (Armand, Evrard Samuel et Cung, 2013). Cependant, aucune des solutions étudiées n’est aujourd’hui en mesure de fournir une solution pleinement satisfaisante aux acteurs en présence sur des critères d’évaluation prenant en compte à la fois l’environnement, les besoins sociétaux et les enjeux économiques. De nouvelles recherches sont donc nécessaires, notamment en termes d’analyse des catégories de flux et de besoins des acteurs du centre-ville, et en termes d’outils d’aide à la conception et d’évaluation des solutions fondés sur des techniques de simulation et optimisation discrète, afin de pouvoir proposer des combinaisons de solutions qui permettront à la fois d’optimiser les flux sur le dernier kilomètre de livraison et de répondre aux enjeux environnementaux et sociétaux.
Dans l’étude menée par (Evrard Samuel et Cung, 2014), un certain nombre de solutions existantes en matière de Logistique Urbaine ont été identifiées et classifiées selon les modes de transport (vélos, véhicules électriques, tramway, voies fluviales), les aménagements spatiales (voies réservées,

aires de stationnement) et temporels (horaires de livraison décalés) de la voirie, et les moyens d’entreposage (centre de distribution urbaine, espace logistique de proximité, point relais, consigne, conciergerie). Bien qu’une analyse qualitative comparée de ces solutions ait pu être menée, elle doit néanmoins être consolidée par des éléments quantitatifs issus du terrain et validée par des simulations et optimisations en amont afin de justifier des décisions d’expérimentations réelles sur le terrain. Cette démarche est essentielle pour pouvoir prédire les impacts des solutions existantes prises séparément d’une part, ou intégrées d’autre part.
A notre connaissance, aucune étude n’a été menée sur une aide à la conception des solutions intégrées combinant plusieurs solutions existantes, ni sur leur impacts économiques, environnementaux et sociétaux.
Par ailleurs, les modèles et outils permettant une telle aide à la conception et évaluation manquent cruellement.

Les objectifs visés dans cette thèse sont donc les suivants :
- Modéliser les flux d’une ville : Quantification et analyse des catégories de flux de marchandise et des besoins des acteurs du centre-ville par des enquêtes auprès des prestataires logistiques et de transport d’une part, et auprès des commerçants et artisans d’autre part.
- Évaluer transversalement des solutions existantes : Par rapport aux catégories de flux, des solutions existantes comme la mise en place de centre de distribution urbaine seront évalués individuellement selon une approche globale par des critères économiques, environnementaux et sociétaux qui restent à définir.
- Concevoir et évaluer des solutions intégrées : Par rapport aux catégories de flux, des solutions mixant plusieurs solutions existantes, comme la mise en place de centre de distribution urbaine avec des transports en mode doux en horaire de livraison décalé, seront évaluées selon les mêmes critères que ceux pour les solutions existantes.
- Développer des modèles et des outils de simulation et d’optimisation discrète permettant une aide à la conception de solutions intégrées ainsi que leur évaluation.

Les obstacles potentiels à l’avancement de cette thèse sont de deux ordres : (1) la difficulté d’obtenir des données auprès des parties prenantes (prestataires logistiques, commerçants), (2) les verrous scientifiques (complexité des problèmes due aux dimensions temporelle et spatiale, et aux variables et contraintes multiples) liés à la mise en place de modèles et d’outils adaptés pour simuler et optimiser les solutions envisagées. Face à ces obstacles, la coopération avec les instances territoriales de l’agglomération grenobloise d’une part, et les expériences de Van-Dat CUNG en matière de Logistique Urbaine, du transport et des chaînes logistiques ainsi qu’en méthodes et outils de simulation et optimisation discrète d’autre part, constituent des atouts majeurs dans la réussite de cette thèse.

Cette thèse, bénéficiant des résultats du projet URBADIS de l’ARC7 2012, pourra débuter par des enquêtes de terrain en partenariat avec la CCI Grenoble et la Métro de l’agglomération grenobloise afin de récupérer des données pour la modélisation des flux et de définir les critères d’évaluation des solutions. Nous porterons une attention particulière sur la faisabilité et l’opportunité financière des solutions d’une part, et sur le bénéfice sur le plan des congestions, de l’attractivité et de la satisfaction des différents acteurs d’autre part.
En parallèle cette thèse étudiera, par une recherche bibliographique, les modèles et les outils les mieux adaptés pour une aide à la conception et à l’évaluation des solutions intégrées ou pas.
Ensuite, nous testerons ces modèles et outils sur les solutions identifiées dans (Evrard Samuel et Cung, 2014) en matière d’entreposage et de transport afin de déterminer les facteurs d’écueil et de réussite, aussi bien des solutions que des modèles et des outils.
Puis, nous développerons des solutions intégrées avec l’aide des modèles et outils que nous aurons développés, améliorés et/ou intégrées.
Bien que le terrain de jeu de cette thèse soit principalement la ville de Grenoble, la démarche, les solutions, les modèles et les outils développés se doivent d’être au maximum génériques pour être transposables à d’autres villes.
Connaissances et compétences requises
Pour mener à bien cette thèse, des connaissances et compétences dans le domaine du Génie Industriel, de la Logistique et du Transport sont nécessaires. La maîtrise des outils de simulation et/ou d’optimisation discrète est fortement appréciée.

Contact(s) : van-dat.cung@grenoble-inp.fr