Projet ANR-10-VILL-0003 – MODUM : Mutualisation et Optimisation de la distribution Urbaine de Marchandises
Programme : Villes durables (VD)
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Roberto WOLFLER CALVO (UNIVERSITE DE PARIS XIII)
Partenaires : ARMINES-CMP ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS (ARMINES); Laboratoire d'Économie des Transports; École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne; Laboratoire Ville Mobilité Transport; Laboratoire d'Informatique de Paris-Nord
Montant : 543682.0 euros
Durée : 42 mois
Résumé : Etude des actions à entreprendre pour améliorer la logistique urbaine et leur impact socio-économiqueLe projet est basé sur l’intégration des aspects quantitatifs et des aspects qualitatifs. Les aspects quantitatifs exploitent les méthodes de la recherche opérationnelle et les nouvelles technologies pour la communication et l’information (comme par exemple les RFID), pour suggérer un nouveau système de gestion et de transport des marchandises en ville. Les aspects qualitatifs étudient l’acceptabilité socio-économique du nouveau système
L’enjeu majeur consiste à mutualiser les ressources (par exemple dépôts et véhicules), éviter le retour à vide de véhicules et interdire au grand tonnage d’entrer en centre-villeDifférents projets ont été mis en œuvre ces dernières années ou sont en cours dans le contexte du transport de marchandises en milieu urbain. Néanmoins jusqu’à présent les projets se limitent à une vision partielle du transport. Ce projet a pour ambition de prendre en compte l’ensemble des systèmes (mono-propriétaire, centralisés, en libre-service, etc), ainsi que les différents horizons temporels (i.e. stratégique, tactique et opérationnel). L’objectif de ce projet est de proposer et d’étudier une nouvelle organisation de la logistique urbaine, combinant à la fois un aspect centralisé et un aspect décentralisé. Cette nouvelle organisation cherchera à tenir compte de la multi-modalité des transports (route, ferroviaire, fluvial) dans la planification des flux. Elle s’appuiera sur la rationalisation et la mutualisation du transport dans une optique de développement durable et d’optimisation des ressources, non seulement en termes économiques mais également environnementaux. Trois principes sous-tendent la conception de cette organisation : massification des flux ; interdiction de pénétration dans la zone urbaine pour les camions sous diverses contraintes (comme par exemple tonnage, volume, type de motorisation); souplesse d’utilisation pour les chargeurs. L’organisation logistique étudiée est constituée: De centres de distribution urbains (CDU) situés en périphérie de la ville; De liaisons entre ces CDU permettant d’assurer des flux massifs et rapides entre les CDU (trains, camions de grande taille, etc.) avec une flotte dédiée; De tournées intra-urbaines assurant les livraisons à l’intérieur de la ville avec des véhicules propres et de taille limitée; De véhicules propres et de taille limitée en libre-service. L’originalité d’un système basé sur une ceinture de CDU et de liaisons rapides entre ces CDU réside dans le fait qu’une flotte dédiée assure le déplacement optimal des grands flux de marchandises autour de la ville.
Intégration des aspects quantitatifs et des aspects qualitatifsPour que le système puisse en effet non seulement être viable mais surtout apporter un avantage certain sur les plans socio-économiques et environnementaux, il faut disposer de bons outils de gestion. Les problématiques de gestion peuvent se décliner en trois catégories : stratégique, tactique et opérationnelle. Au niveau stratégique se pose la question du dimensionnement et de la localisation des équipements. Le niveau tactique concerne l’organisation des déplacements de marchandises en périphérie de la ville. La régulation du sous-système en libre-service constitue un autre aspect important du niveau tactique. Enfin, les questions à résoudre au niveau opérationnel sont essentiellement liées à la conception des tournées à partir des CDU pour la livraison des marchandises. La gestion optimale des tournées ne pourra se faire indépendamment d’une connaissance de l’activité de libre-service, qui partage la même flotte de véhicules. Un point essentiel concernant les travaux menés au niveau opérationnel concerne l’étude de différents scenarios selon le taux de pénétration des technologies de l’information. Le niveau opérationnel comportera également la gestion en temps réel des imprévus, description de l’architecture des systèmes d’information permettant le suivi des marchandises et la réactivité aux évènements. En particulier des modes de coordination des différents acteurs seront proposés afin de traiter le problème de façon globalisée et décloisonnée en ville, et de rendre les nouveaux systèmes implémentables. La discipline centrale dans l’étude de la gestion optimisée du système sera la Recherche Opérationnelle. L’objectif du projet consiste également à l’évaluer le système décrit en tenant compte des trois dimensions du développement durable, i.e. des aspects économiques, environnementaux et sociétaux. Cette évaluation s’appuiera sur les principaux indicateurs de durabilité.
Résumé de la soumission : Parmi les solutions envisagées pour une meilleure gestion du transport de marchandises en milieu urbain, la mise en place d'Espaces Logistiques Urbains (ELU, Boudoin, 2006) apparait comme l'une des plus prometteuses. D'entre les differents types d'ELU (par exemple: Zones Logistiques Urbaines, Emplacements Logistiques de Proximité), les Centres de Distribution Urbaine (CDU) sont les plus à même de favoriser une véritable mutualisation des flux (Ambrosini et al., 2004). Cette mutualisation se traduit notamment par un meilleur remplissage des véhicules circulant en ville, une réduction des kilomètres parcourus et en conséquence une limitation des nuisances (congestion, pollution, bruit principalement). En pratique, les expérimentations menées jusque là ne plaident pas toujours en faveur du développement de ces CDU : le surcoût induit par la rupture de charge supplémentaire qu'ils provoquent n'est pas systématiquement compensé par les économies liées au transport. Malgré cette incertitude, plusieurs acteurs importants de la distribution considèrent que les CDU préfigurent l'avenir de la logistique urbaine dans un horizon d'une dizaine d'années (référence). Ce projet s'inscrit dans cette lignée et poursuit deux objectifs complémentaires :1) Construire un outil de simulation qui permette de se projeter dans un système de distribution de marchandises basé sur la présence d'une ceinture de CDU en bordure de ville ; proposer des outils d'aide à la décision pour concevoir et dimensionner le système de distribution ; proposer des outils pour la planification opérationnelle du transport. sur ce dernier point, du fait du potentiel de développement des nouvelles technologies communicantes dans le suivi de la distribution, des scénarios intégrant ces technologies seront évalués.2) Analyser les contraintes fonctionnelles et organisationnelles expliquant la difficulté de mettre en oeuvre un système tel que celui étudié ; proposer un guide de bonnes pratiques.Le projet s'appuie sur un consortium de partenaires académiques experts en transport et aux compétences complémentaires couvrant un large champ pluridisciplinaire (recherche opérationnelle, informatique, nouvelles technologies, sciences humaines).
Résultats : Le projet se déroule comme prévu. Les résultats obtenus jusqu’à présent sont les suivants :
-	Une méthode pour la génération des données que nous a permis de : 1. effectuer le découpage d’une agglomération urbaine en 777 zones et générer la demande de réceptions et d’expéditions en tonnage par type d’activité pour chaque zone ; 2. répartir la demande de livraison de marchandises: génération de la matrice Origine Destination des flux de marchandises en fonction du type d’activités par le modèle gravitaire ; 3. localiser les portes d’entrée de marchandises dans l’agglomération et les zones potentielles pour installer les centres de distribution urbains (CDUs) ; 4. recueillir des données sur le temps de charge dans les CDU et dans les zones et définir les types de véhicules utilisés sur la rocade et lors de la livraison, leur charge utile, plages horaires de livraison ainsi que les fenêtres de temps de livraison.
-	Une étude des problèmes d’optimisation stratégique et tactique en logistique urbaine nous a permis de : 1. modéliser le problème spécifique du projet comme le problème de localisation et routage avec un anneau de dépôts (The Warehouse-Ring Location Routing Problem (WRLRP)) ; 2. développer un algorithme exact basé sur le principe de la génération de colonnes pour résoudre des instances de petite et moyenne taille du problème et développer un algorithme heuristique simple, rapide et très efficace pour résoudre les instances de grande taille. 4. La phase de test sur agglomération urbaine est un cours.
-	Une étude des problèmes d'optimisation de tournées rencontrés en logistique urbaine  nous a permis de 1. modéliser un problème de distribution/collecte quotidienne 2. définir une première bases pour l'intégration de ce modèle dans le simulateur ; 3. développer une approche de résolution heuristique pour une version simplifiée du problème (multi-trip VRP) ;
Perspectives : Construire un outil de simulation qui permette de se projeter dans un système de distribution de marchandises basé sur la présence d’une ceinture de CDU en bordure de ville ; proposer des outils d’aide à la décision pour concevoir et dimensionner le système de distribution le mieux adapté au contexte ; proposer des outils pour la planification opérationnelle du transport. Sur ce dernier point, du fait du potentiel de développement des nouvelles technologies communicantes dans le suivi de la distribution, des scenarios intégrant ces technologies seront évalués. Analyser les contraintes fonctionnelles et organisationnelles, en anticipant les difficultés de mettre en œuvre un système tel que celui étudié afin de faire sauter dans les meilleures conditions les verrous de sa mise en application ; proposer un guide de bonnes pratiques. L’idéal serait de pouvoir mettre en ligne un jeu de simulations sur une ville virtuelle permettant de comprendre l’architecture logistique étudiée, d’en percevoir les enjeux et de mesurer ses impacts. Ce site web sera également un moyen d’échange d’informations entre les différents partenaires du projet.
Publications et brevets : Plusieurs publications à des conférences nationales et internationales comme par exemple ROADEF, ODYSSEUS, VEROLOG, mais la liste n’est pas exhaustive. Plusieurs publications pour des revues sont en préparation.