LE TRANSPORT MARITIME, LE TRANSPORT MASSIFIÉ ET LA MULTIMODALITE

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LA CHAINE LOGISTIQUE

L’origine du terme logistique est issue du grec « logistikos ». Dans son sens le plus courant, la logistique désigne « la partie de l’art militaire ayant trait au problème de ravitaillement et de transport des armées » (Définit on du Petit Larousse). La logistique est devenue une des clés essentielles pour assurer la compétitivité des entreprises et sa fonction concerne l’ensemble des domaines qui touchent aux flux physiques, aux flux d’informations et aux flux de décisions. Il est possible de distinguer quatre grandes familles logistiques [La logistique en France, 2015] :
– la logistique amont ou d’approvisionnement : vise à assurer la circulation des produits entrants et sortants des sites de production ;
– la logistique interne ou de production : correspond aux flux de fabrication à l’intérieur du lieu de production ou d’assemblage ;
– la logistique aval : répond à l’approvisionnement des réseaux de distribution ;
– la logistique inverse : correspond aux flux de produits ou d’éléments non utilisables tels quels vers des sites de stockage, de retraitement ou de recyclage.
La logistique concerne tous les maillons qui communiquent avec l’entreprise : on parle alors de chaîne logistique « Supply Chain ». Ce terme anglais « Supply Chain » signifie littéralement « chaîne d’approvisionnement ». Il existe plusieurs définitions de la chaîne logistique dans la littérature [Tan, 2001]. [Smata,2013], présente une revue des définitions les plus citées au niveau académique du terme chaîne logistique.
Zouggar [Zouggar, 2009] donne la définition suivante : « La chaîne logistique peut être considérée comme un ensemble d’activités enseauxré dont l’exécution est corrélée par les flux qu’elles échangent, visant à satisfaire au mieux les besoins exprimés par un ensemble de clients ». Et selon [Cheyroux, 2003] une chaîne logistique est définie comme suit : « C’est un réseau de sites, indépendants ou pas, participan aux activités d’approvisionnement, de fabrication, de stockage et de distribution liées à la commercialisation d’un produit ou d’un service ». Une chaîne logistique peut être définie alors commeun réseau constitué par un ensemble d’entreprises participant aux différentes activités et qui collaborent afin d’améliorer leur performance.

La chaîne logistique portuaire

Le périmiètre d’une chaîne logistique se définit lonse la nature de son contexte. Les entreprises peuvent être situées sur un ou sur plusieurs sites géographiques. Notre travail de thèse concerne la chaîne logistique portuaire et plus précisément les terminaux à conteneurs.
Un terminal à conteneurs est considéré comme un maillon sensible de la chaîne logistique portuaire. C’est un système complexe où la manutention et le transport de conteneurs jouent un rôle crucial [Henesey, 2006]. La performance des terminaux dépend des décisions aussi bien stratégiques que tactiques etopérationnelles prises par les gestionnaires de la chaîne logistique portuaire. La figure II.1 montre les différents acteurs de la chaîne logistique portuaire :
– Le docker : charge et décharge le navire.
– Le transporteur interne (inland transport) : transporte les conteneurs au niveau du terminal.
– L’opérateur portuaire (port operator) : contrôle les opérations à l’intérieur du port. Il pourrait être une autorité publique du port (portuthority)a.
– L’acconier (stevedore) : s’occupe de la préparation juridique et matérielle des opérations de réception, de déplacement et d’entreposage des marchandises.
– L’armateur (shipping line/alliance) : assure le transport maritime des marchandises.
– Le consignataire (consignee) : Il est mandaté par l’armateur, il agit au nom et pour le compte de l’armateur. Il doit assurer toutes les opérations de réception ou de livraison de la marchandise et, ainsi effectuer les missions confiées par l’armateur.
Il y a également d’autres acteurs pour assurer les services liés à la gestion des navires comme :
– les sociétés d’avitaillement ;
– les sociétés de réparation et de maintenance de conteneurs ;
– les entreprises de récupération des déchets des navires.
Enfin, l’autorité portuaire dont la mission consiste à gérer tout le port en prenant en compte la gestion :
– des installations portuaires ;
– de l’accueil et le départ des navires ;
– du respect des règlements, etc.
La chaîne logistique portuaire est donc définie comme un ensemble d’entités impliquées directement dans les flux amont et aval de marchandises.

Les processus de la chaîne logistique portuaire

Un processus est défini comme un enchaînement logique d’activités dans le temps afin de réaliser un but en transformant des éléments d’entrée en éléments de sortie. Dans la chaîne logistique portuaire, plusieurs processus sont combinés afin de livrer la marchandise à son client final. Les principaux processus pour les pré- et post-acheminements portuaires de marchandises doivent se compléter (Figure II.2).

LES FLUX DE LA CHAINE LOGISTIQUE

L’enjeu majeur pour toute entreprise est de rester compétitive. Pour atteindre cet objectif, le pilotage de ses flux à des coûts réduits en satisfaisant ses clients est une nécessité incontournable [Estampe et al, 2008]. Dans ce contexte, la performance d’une chaîne logistique dépend fortement de la coordination entre ses acteurs. Le pilotage de la chaîne logistique nécessite une bonne maîtrise des différents flux circulant au sein de cette chaîne. En général ces flux sont classés en trois types et toute organisation qui participe à la circulation de ces différents flux, est considérée comme un maillon ou un acteur de la chaîne logistique (Figure II.3).

Le flux informationnel

C’est un flux bidirectionnel. Il concerne les échanges d’information entre les acteurs de la chaîne. L’information peut refléter une situation donnée, un ordre à exécuter, un nombre de produits à livrer, une information destinée aux clients, etc.

Le flux physique

Ce flux concerne la cirrculation des produits qui traversent la chaîne logistique. Ce flux peut représenter la matière prremière, les produitsfinis, ou les unités de transport.

Le flux financier

Le flux financier, encoore appelé flux monétaire, est associé au fllux physiqu à savoir les achats, les ventes, les rembboursements, etc.
Dans cette thèse, nous nous focalisons sur les flux physiiques et les flux informationnels dans la chaîne logistique portuaire. En effet, le flux informationnel joue un rôle très important pour renddre la chaîne portuaire compétitive. Les terminaux portuaires utilisent des nouvelles technollogies (RFID par exemple) qui permettent de surveiller, de gérer les équipements et de localiseer les conteneurs [Rizzo et al, 2010]. Ces nouuvelles technologies permettent également d’échanger des données et des informations avec less autres maillons de la chaîne. Ces informations peuvent êtr par exemple : les dates d’arrivéée et de départdes conteneurs et des différentess unitésde transport et l’emplacement des conteneurs [Najib, 2014]. Concernant le flux phyysique, il concerne des objets qui circulent au sein de la chaîne portuaire, tels que les contenneurs, les moyens de transport de conteneurrs (trains, camions, navires, etc.).

Pilotage de flux

Les entreprises qui connstituent une chaîne logistique sont liées par ces flux physiques, ces flux d’informations et ces flux financiers. Ces entreprises doiveent collaborer afin d’optimiser la chaîne logistiqque à laquelle elles appartiennent en satisfaaisant leurs propres objectifs tout en visant les objectifs globaux de la chaîne. L’objectif d’une telle collaboration est de pouvoir prendre des déécisions pour l’intérêtde tous les maillons de la chaîne logistique [Pan, 2010]. En général, ces décisions sont classéeen trois niveaux, à savoir : niveau stratégique, niveau tactique et niveau opérationnel.(Figure II.4) :
a. Niveau stratégique : les objectifs fixés sont à atteindre à long terme. Les décisions concernent par exemple :
– la localisation et la conception des terminaux portuaires ;
– la détermination de la capacité des terminaux ;
– la conception d’un réseau de transfert ;
– le choix de nouveaux partenaires ;
– la construction de nouvelles installations.
b. Niveau tactique : les décisions à moyen terme concernent en général la planification de la chaîne logistique portuaire. Il s’agit d’effectu er :
– le choix du mode de transport ;
– la répartition des charges entre les terminaux ;
– l’affectation des ressources aux tâches.
c. Niveau opérationnel : à court terme et à très court terme. Les décisions concernant le pilotage des flux et l’ordonnancement sont définies.
Nos recherchent se situent fortement au niveau opérationnel et plus particulièrement au niveau de la modélisation de la chaîne portuaire, le pilotage des flux (physique et informationnel) et l’évaluation de la performance globale avec prise en compte des niveaux tactique et stratégique. L’objectif est de déterminer tout d’abord les critères de performance et ensuite de les mesurer par simulation.

GESTION DE LA CHAINE LOGISTIQUE PORTUAIRE

Dans un monde économique exigeant et avec la croissance de flux de conteneurs dans les terminaux maritimes, les ports sont tenus à améliorer continuellement leur performance. Actuellement, la performance des ports ne cesse de progresser surtout par rapport à la rapidité, le coût, le choix des moyens de transfert et de manutention. En effet, le développement des moyens de transport et l’optimisation des chaînes logistiques ont contribué à atteindre cette performance. Cependant, la chaîne portuaire est l’objet de plusieurs éléments négatifs, comme : la congestion croissantedes infrastructures routières et l’utilisation importante d’énergie non renouvelable et par conséquent l’augmentation de l’émission de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, [Le Mestre, 2006] affirme que : « L’entreprise performante est alors une entreprise qui a su mettre en place des dispositifs de prévention et de gestion des conflits et qui parviendra à prendre en compte chacune de ces finalités financière, économique et sociale pour réaliser le moins mauvais compromis ». C’est dans ce contexte que le concept du Supply Chain Mangement « SCM » est apparu dans les années 1980 [Humez, 2008]. Le concept SCM concerne l’amélioration à la fois de l’efficience et de l’efficacité dans un contexte stratégique pour obtenir des avantages compétitifs qui rapportent du profit [Mentzer et al, 2001]. La gestion de la chaîne logistique portuaire consiste à se positionner au niveau de to utes les unités organisationnelles tout au long de la chaîne logistique (Clients, Dockers, Transporteurs, etc.) et d’assurer la coordination et les échanges en terme de flux physique, flux financier, flux d’information de telle manière que la marchandise soit manutentionnée et distribuée au bon endroit, au bon moment et au bon client. Selon [Smata, 2013], le SCM comprend deux principales composantes : l’intégration du réseau d’installations et la coordination des flux de matière et d’information afin d’améliorer la performance à long terme de chaque maillon de la chaîne logistique. L’analyse de la performance d’une chaîne portuaire peut se justifier par le rôle économique et financier majeur que représente l’activité des ports maritimes. Pour ceci, il faut savoir mesurer la productivité de chaque maillon en comparant sa valeur de production à la valeur des moyens mis à sa disposition. Il faut s’assurer également de son agilité en évaluant sa capacité à réagir face à des imprévus.

LES TROIS REVOLUTIONS

La première révolution a donné naissance à un nouveau mode permettant d’acheminer les marchandises en utilisant des boîtes « conteneurs », il s’agit d’une révolution appelée conteneurisation. L’américain Mc Lean était à l’origine de cette révolution au début des années 1960. Ce nouveau concept de conteneurisation a permis une amélioration de la performance de la chaîne logistique comme les coûts de transport et la sécurité des produits. Les conteneurs sont conçus comme des unités standards qui peuvent faciliter la manutention et fluidifier le transport. Il existe trois types de conteneurs : 20 pieds, 40 pieds.
Le développement de la conteneurisation sur l’Atlantique Nord et sa généralisation progressive ont contribué à la croissance du transport maritime. L’introduction du conteneur dans la chaîne logistique portuaire a révolutionnéle domaine du transport [ISEMAR, 2002].
La conteneurisation a permis l’amélioration des conditions de transport des marchandises, notamment dans le cas du transport multimodal. La Figure II.5 montre la croissance accrue et la mondialisation de la conteneurisation.
Selon [Crainic et al, 2007] le nombre de conteneurs de la rotation mondiale était de 113 millions EVP1 en 1993, cette croissance a atteint plus de 140 millions EVP en 2004 et en 2013[UNCTAD, 2012] le nombre d’EVP était de plus de100 millions. (Figure II.5).
Regrouper les marchandises dans des conteneurs permet d’accélérer les opérations de chargement, de déchargement et de transfert entre les modes de transport. Le conteneur permet également d’assurer la marchandise contre certains risques de dommage à cause de fausses manipulations durant la manutention, vols et dégradations. Cependant, la température à l’intérieur des conteneurs peut provoquer certains dommages si elle n’est pas bien contrôlée. Le changement jour/nuit peut également cumuler de l’eau et entraîner des dégats sur la marchandise sensible. Quant à la deuxième révolution, elle concerne le transport multimodal des conteneurs [ISEMAR, 2002]. Il s’agit de combiner plusieurs modes de transport afin d’acheminer les conteneurs à destination. Son principe est de pouvo ir transporter les conteneurs en utilisant les différents modes de transport, par camions, navires (barges) et trains. Le transport routier permet de garantir une certaine souplesse en évitan les transferts d’un mode à l’autre et une façilité de suivi. En revanche, les camions ne peuvent pas porter plus d’un conteneur de 40 pieds ou de deux conteneurs de 20 pieds. Les deux incovénients majeurs de ce mode de transport sont le manque de massification et l’émission de CO2. Tandis que les deux modes ferroviaire et fluvial permettent la massification du flux et génèrent moins de CO.
Enfin la troisième révolution vise l’informatisatio et l’automatisation [ISEMAR, 2002]. En effet, la technologie offerte par l’informatique permet d’accélérer et de faciliter la circulation des différents documents concernant le transport maritime et ainsi de réduire les coûts liés aux différentes opérations liées au passge des conteneurs. Le but de cette révolution est également d’accélerer le transit desnavires et des conteneurs dans les terminaux portuaires. Au niveau du port du Havre, il existe un progiciel Cargo Community System S one[S one]. Il automatise, agrège, optimise et sécurise les processus métiers des acteurs de la communauté logistique.

Table des matières

CHAPITRE I : INTRODUCTION GÉNÉRALE
CHAPITRE II : LA CHAINE LOGISTIQUE PORTUAIRE
1. INTRODUCTION
2. LA CHAINE LOGISTIQUE
2.1. La chaîne logistique portuaire
2.2. Les processus de la chaîne logistique portuaire
3. LES FLUX DE LA CHAINE LOGISTIQUE
3.1. Pilotage de flux
4. GESTION DE LA CHAINE LOGISTIQUE PORTUAIRE
5. LES TROIS REVOLUTIONS
6. UN TERMINAL À CONTENEURS
6.1. Les différentes zones d’un terminal à conteneurs
7. LE TRANSPORT MARITIME, LE TRANSPORT MASSIFIÉ ET LA MULTIMODALITE
7.1.Transport routier
7.2. Transport maritime ou fluvial
7.3. Transport ferroviaire
8. CONTEXTE ET TERRAIN D’ÉTUDE : PORT DU HAVRE
8.1. Le terminal Multimodal du Havre
8.2. Les projets ESSIMAS et DCAS
8.3. Objectifs
9. CONCLUSION
CHAPITRE III : PROBLÈMES PORTUAIRES ET APPROCHES DE RÉSOLUTION
1. INTRODUCTION
2. PROBLÈMES PORTUAIRES
2.1. Problèmes liés à la zone à quai
2.1.1 Allocation des postes à quai
2.1.2 Arrimage de conteneurs
2.1.3. Ordonnancement des grues de quais
2.2. Problèmes liés à la cour
2.2.1. Ordonnancement des grues de la zone de stockage
2.2.2. Problème de Stockage de Conteneurs
2.2.3. Ordonnancement des véhicules de transfert interne des conteneurs
3. APPROCHES DE RÉSOLUTION
3.1. Optimisation mathématique
3.2. Simulation
3.2.1. La simulation à événements discrets et simulation continue
3.2.2. La simulation Multi Agent
3.3. Choix de l’approche de résolution
4.CONCLUSION
CHAPITRE IV : ÉVALUATION DE LA PERFORMANCE ET CONTRIBUTION
1. INTRODUCTION
2. REVUE DE LITTÉRATURE
2.1. La notion de performance
2.2. Rôle et importance des indicateurs de performance
2.3. Mesure de performance
2.4. Évaluation de la performance
3. MÉTHODES POUR LA MESURE ET L’ÉVALUATION DE LA PERFORMANCE
3.1. Triplet efficacité / efficience / pertinence
3.2. La méthode ABC/ABM : L’Activity Based Costing et l’Activity Based Management
3.3. Le modèle BSC : Balanced ScoreCard
3.4. Le modèle SCOR : Supply Chain Operation Reference modele
3.5. La méthode ECOGRAI
3.5.1. La méthode GRAI (Graphe à Résultats et Activités Inter-reliés)
4. NOTRE DÉMARCHE ECOGRAISIM
4.1. Limites d’ECOGRAI et contribution
5. CONCLUSION
CHAPITRE V : ECOGRAISIM : MODÉLISATION ET ÉVALUATION DE LA PERFORMANCE DU PORT DU HAVRE
1. INTRODUCTION
2. NOTRE CONTRIBUTION D’ÉVALUATION DE LA PERFORMANCE
3. ECOGRAISIM POUR LE CAS DU PORT DU HAVRE
3.1. Schéma logistique actuel au port du Havre
3.2. Schéma logistique futur
3.3. Grille GRAI pour le nouveau schéma logistique du port du Havre
3.4. Objectifs, Variables de décision et Indicateurs de performance
3.5. Modélisation UML des activités du nouveau schéma logistique du port du Havre
3.5.1. Diagramme de cas d’utilisation
3.5.2. Diagrammes de classe
3.5.3. Objets de gestion et de coordination
3.5.4. Diagrammes de séquence
4. CONTRIBUTION À L’AMÉLIORATION DE L’ÉVALUATION DE LA PERFORMANCE
5. CONCLUSION
CHAPITRE VI : SIMULATION DE TRANSFERT FERROVIAIRE DE CONTENEURS
1. INTRODUCTION
2. PÉRIMÈTRE DE L’ÉTUDE ET ENJEUX
3. DÉVELOPPEMENT DU SYSTÈME DE SIMULATION
3.1. Présentation de FLEXSIM
3.2. Présentation de la bibliothèque Rail API
3.3. Implémentation
4. SCÉNARIOS DE SIMULATION
4.1. Modes de transfert Massifié/Planifié
4.2. Mode de transfert Optimisé
4.2.1. Résultats numériques du mode optimisé
5. MODE OPTIMISÉ : PRISE EN COMPTE DE TOUS LES TERMINAUX
6. VALIDATION DU MODÈLE
7. CONCLUSION
CHAPITRE VII : CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
Bibliographie
Résumé
Abstract

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