Processus d’un Terminal Maritime de Conteneurs

La naissance du conteneur

En 1956, un entrepreneur américain du nom de Malcom Mac Lean adapte 4 de ses navires pour transporter 58 remorques de camions par voie maritime. L’expérience se révélant positive, Mac Lean franchit véritablement le pas en dissociant « la caisse » contenant les marchandises, du châssis de la remorque : le« container» (termeanglais) était né. Un an plus tard, Mac Lean fait transformer 6 cargos en navires spécialement conçus pour le transport de ces boites. Il nomme sa société Sea-Land (mer-terre). Il faudra attendre 10 ans pour que les premières liaisons transocéaniques voient le jour et que le concept s’exporte en Europe: en avril 1966, le Fairland de la société Sea-Land (d’une capacité de 228 conteneurs) relie New York à Rotterdam. En utilisant un conditionnement utilisable par différents modes de transport sans manipulation intermédiaire, Mac Lean a mit en place le principe de la multi modalité, qui s’est ensuite développé grâce à la normalisation des conteneurs, élaborée par le comité technique ISO / TC 104 : quelque soit le pays, les conteneurs manutentionnés sont identiques dans leur conception développée ci-après. Il a cependant demandé :
– la mise au point de navires spécialisés en constante évolution en taille et en techniques d’arrimage, et le développement du parc de conteneurs.
– la réalisation de terminaux (ports) adaptés aux conteneurs et de matériels de manutention spécialisés (portiques et engins divers)

La structure du conteneur

Le conteneur doit protéger la marchandise contre les avaries mécaniques, les conditions atmosphériques et la mer. Il doit être robuste, assurer un long service, être le plus léger possible. En cas d’avarie, la réparation doit pouvoir être effectuée n’importe où, sans matériel spécial : il doit être constitué de matériaux courants. La structure résistante doit absorber toutes les contraintes dues aux efforts auxquels ces conteneurs sont soumis.
*Le cadre :
Il comprend :
– une charpente de fond très solide (longerons et traverses), des orifices pour le passage des fourches sont pratiqués dans les longerons,
– 4 montants latéraux, et un cadre supérieur.
Ces éléments sont assemblés par des pièces de coin en acier moulé (Brevet Mac Lean) essentielles pour la manutention et le saisissage (twist Locke)
* L’habillage :
– Extérieur : tôle en acier, souvent ondulée sur les cotés. Des panneaux en polyester peuvent être employés.
– Intérieur : le plancher en lattes de bois et le reste en contre-plaqué (calage des colis et réduction de la condensation). L’aluminium est utilisé pour les conteneurs isothermes ou ventilés (meilleure hygiène).
* L’accès :
Une porte à deux battants à une extrémité ou porte latérale (rail). Verrouillage par 4 crémones. Possibilité de pose de scellés (ex : transport sous douane)

Le principe de la standardisation

L’Organisation Internationale de Normalisation (I.S.O.) a codifié sous les normes ISO 668 et ISO 1496 la construction des conteneurs. Les dimensions extérieures des conteneurs, la largeur, la longueur, la masse maximum sont définies pour rendre le conteneur le plus multimodal possible en offrant le volume maximum. Il faut qu’il puisse passer partout, qu’il puisse être transporté indifféremment par la route, par train ou par bateau. Il doit donc s’intégrer dans les gabarits routiers et ferroviaires. En définition, un conteneur est une « boite » rectangulaire de dimension universelle : la clé de son succès réside dans sa standardisation. Les conteneurs «dry» (sec) de 20 et 40 pieds de long (environ 6 et 12 mètres) sont les plus utilisés. Ils servent au transport des marchandises dites sèches, conditionnées en caisses, cartons, palettes. Le conteneur standard de 20 pieds sert d’unité de référence pour estimer les capacités d’un navire et évaluer les flux. On parle alors en EVP équivalent vingt pieds, ce qui correspond à un volume utile de 33m3. Chaque conteneur est identifié par une série d’inscription permanentes sur ses parois : le marquage où figurent le nom du propriétaire, le numéro d’immatriculation, masse brute maximale, tare, charge utile…
 La plate-forme :
L’élément principal du conteneur est, bien sûr, la plate-forme qui va supporter la charge à transporter. Elle est constituée de traverses en acier entourées par un cadre et recouvertes par un plancher en bois. Le bois présente une certaine « souplesse » : il ne conservera pas comme l’acier la trace du passage d’un chariot très lourd par exemple, il reprendra sa forme. Accessoirement, on pourra y fixer des cales avec des clous. En reposant au sol uniquement par les quatre coins la plate-forme doit pouvoir supporter 1,8 fois sa charge utile autorisée, 25/28 tonnes, et surtout résister à une charge ponctuelle de 12000 livres sur 44 pouces2 (5460 kg sur une surface de 19 cm x 15 cm. Soit approximativement le poids et la surface au sol des roues d’un chariot élévateur)
 L’armature :
La plate-forme est équipée de deux cadres avant et arrière reliés par deux traverses horizontales pour former l’armature de la caisse proprement dite. Ces cadres sont extrêmement robustes car ils doivent pouvoir supporter le poids de cinq autres conteneurs posés par-dessus, soit une masse de plus de 150 tonnes, appuyée uniquement sur les quatre coins du conteneur. Le cadre avant comme les parois latérales et le toit sont fermés par une tôle ondulée qui participe à la rigidité de l’ensemble. Le toit doit pouvoir supporter une charge de 300 kg sur une surface de 600 x 300 mm (Le poids de deux ou trois dockers) sans subir de déformation permanente.
 Les portes :
Le cadre arrière entoure la porte à deux battants ouvrants sur 270°. Cette porte est équipée de joints la rendant étanche à l’air et à l’eau. Les battants sont maintenus fermés par des barres verticales s’encastrant par pivotement dans des ergots fixés sur les longerons horizontaux supérieurs et inférieur du cadre. Les barres sont manœuvrées par des leviers qui sont immobilisés en position fermée par une patte. Lorsque le conteneur a été rempli cette patte est munie d’un sceau qui garantira au destinataire que le container n’a pas été ouvert pendant le transport.
 Les pièces de coins :
L’innovation la plus considérable dans la conception des conteneurs parrapport à n’importe quelle autre « caisse » est l’adoption des « pièces de coins », « corner fittings » en anglais. Chacun des huit coins du container est équipé d’un cube en acier percé sur chacune de ses trois faces visibles. Charge utile pouvant être soulevée en saisissant le conteneur par les coins ISO supérieurs : en 20 pieds : 24 ou 28 tonnes – en 40 pieds : 26 tonnes. La dimension de ces coins et surtout leur écartement en largeur et en hauteur est défini au millimètre près par la norme ISO 668 car ils sont utilisés pour la manutention par des chariots spécialisés, mais surtout pour l’arrimage des containers sur le pont des bateaux, sur les camions ou sur les wagons ainsi que pour les superposer. Ce sont ces coins ISO qui ont donné au conteneur son inter modalité et assuré de ce fait son succès planétaire.

Les réseaux de PETRI

Les réseaux de Pétri constituent un outil graphique et mathématique qui permet de simuler et modéliser des systèmes dans lesquels la notion d’événements et d’évolution sont importants. C’est Carl Adam Pétri qui a inventé ce formalisme en 1962. Concrètement un réseau de Pétri est un graphe biparti comprenant deux sortes de nœuds : les places et les transitions. Les arcs de ce graphe relient les transitions aux places ou les places aux transitions. Les places contiennent des jetons ou marques qui se déplacent de place en place en franchissant les transitions suivant les règles de franchissement. On dit qu’une transition T est franchie, si toutes les places P d’entrée pour les quelles il existe un arc orienté de P vers T, possèdent une marque et parmi toutes ces places validées, une au hasard sera effectivement déclenchée, franchir une transition revient donc à enlever une marque sur chaque place d’entrée et à en ajouter une sur chaque place de sortie.

Réseaux de Pétri colorés et la plate-forme CPN-Tools

Lorsque le nombre d’entités du système à modéliser est important, la taille du réseau de Pétri devient rapidement énorme ; et si les entités présentent des comportements similaires. L’utilisation des réseaux de pétri colorés qui permettent en fait de condenser le modèle initial. Les réseaux de Pétri colorés sont des réseaux de Pétri dans les quels les jetons portent des couleurs, sachant qu’une couleur est une information supplémentaire rattachée à un jeton et qui permet de distinguer les jetons entre eux et peut être de type quelconque. Ainsi les arcs ne sont pas seulement étiquetés par le nombre de jetons mais aussi par leurs couleurs. Le franchissement d’une transition est alors conditionné par la présence dans les places en entrée du nombre de jetons nécessaires, qui en plus satisfont les couleurs qui étiquettent les arcs. Après le franchissement d’une transition, les jetons qui étiquettent les arcs d’entrée sont retirés des places en entrée tandis que ceux qui étiquettent les arcs de sortie sont ajoutés aux places en sortie de cette transition. Les réseaux colorés n’apportent pas de puissance de description supplémentaire par rapport aux réseaux de Pétri, ils permettent juste une condensation de l’information. A tout réseau de Pétri coloré marqué correspond un réseau de Pétri qui lui est isomorphe.La modélisation de la coopération entre produits actifs a été réalisée suivant un modèle hiérarchique de réseau de Pétri coloré en utilisant l’outil de modélisation CPN Tools. C’est un outil de modélisation pour le formalisme des réseaux de Pétri colorés. Il permet d’éditer des réseaux, de vérifier la syntaxe et la cohérence (en pas à pas ou automatiquement avec pour critère d’arrêt une date ou un nombre de tirs de transitions).

La Gestion des stocks

La gestion des stocks absorbe beaucoup de temps administratifs, elle coûte cher et immobilise de gros moyens de trésorerie. Elle doit donc être sélective et les moyens doivent être consacrés en priorité aux articles coûteux et importants.L’objectif de la gestion des stocks est de réduire les coûts de possession (stockage, gardiennage, …) et de passation des commandes, tout en conservant le niveau de stock nécessaire pour éviter toute rupture de stock, pouvant entraîner une perte d’exploitation préjudiciable. Pour cela l’entreprise doit définir des indicateurs précis (Stock de sécurité, Stock d’alerte, Stock minimum, Stock maximum), et contrôler le mieux possible les mouvements de stocks et leur état réel.
 Les documents de gestion des stocks :
Pour un bon suivi des mouvements de stocks, l’entreprise utilise des documents plus ou moins normalisés :
a) Bon de livraison : (ou de réception ou d’entrée) des matières, marchandises, produits, où l’on enregistre par type d’élément, les caractéristiques, la date d’entrée en stock, les quantités et prix unitaires de chaque élément.
b) Bon de sortie : (ou d’enlèvement ou de matière) : date, caractéristiques, quantités, prix unitaires.

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Table des matières

Introduction Générale
Partie A : ÉTAT DE L’ART
Chapitre I : les Conteneurs et la Conteneurisation
1.1 Introduction
1.2 Les Conteneur
1.2.1 La naissance du conteneur
1.2.2 Description et propriétés du conteneur
1.2.3 La structure du conteneur
1.2.4 Les différents types de conteneurs
1.2.5 Le principe de la standardisation
1.3 La Conteneurisation
1.3.1 Les avantages de la conteneurisation
1.4 Conclusion
Chapitre II : les porte-conteneurs
2.1 Introduction
2.2 Généralités
2.2.1 Définitions
2.2.2 L’évolution
2.2.3 Les différentiels types de porte-conteneur
2.2.4 Les dispositions générales
2.2.5 La construction
2.3 L’exploitation à bord
2.3.1 Le plan de chargement
2.3.2 La localisation des conteneurs à bord
2.4 Structures et développements des ports
2.5 Entreprise Portuaire de Ghazaouet
2.5.1 Présentation et Activités
2.5.2 Situation géographique
2.5.3 Infrastructures et superstructures du port de Ghazaouet
2.6 Conclusion
Chapitre III : Processus d’un Terminal Maritime de Conteneurs
3.1 Introduction
3.2 Les différents terminaux dans les ports commerciaux
3.2.1 Terminal
3.3 Les équipements d’un terminal maritime de conteneurs
3.4 Les différentes zones d’un terminal à conteneurs
3.4.1 Zone d’opérations portuaire
3.4.2 Zone de stockage du terminal
3.4.3 Zone d’opérations terrestres
3.5 Flux d’informations et systèmes de communication et de gestion des terminaux
3.5.1 Les flux en amont du terminal
3.5.2 Les flux interne du terminal
3.5.3 Les flux en aval du terminal
3.5.4 Les systèmes de communication et de gestion des terminaux
3.6 Môle de Djanet au niveau du port de Ghazaouet
3.6.1 Equipement de manutention
3.6.2 La direction d’exploitation
3.7 Les zones de stockage de conteneurs
3.7.1 Zones de visites
3.7.2 Ports Secs
3.8 Conclusion
Chapitre IV : le Problème de stockage de conteneurs
4.1 Introduction
4.2 Processus dans un treminal à conteneurs
4.2.1 Planification de navires
4.2.2 Transport sur le quai
4.2.3 Ordonnancement des équipements de manutention
4.3 Procédure de transport des conteneurs au môle de Djanet
4.3.1 Les intervenants dans la chaîne du transport maritime
4.3.2 Prestations de la Direction Capitainerie
4.3.3 Prestations de service Manutention et service Acconage
4.4 Problème de Stockage de conteneurs
4.4.1 Définition du PSC
4.5 Conclusion
Partie B : APROCHES DE RÉSOLUSION
Chapitre I : Méthode et approches adoptées
1.1 Introduction
1.2 Les systhèmes multi-agent
1.2.1 Qu’est qu’un agent
1.2.2 Qu’est ce qu’un Systhème Multi-Agent SMA
1.2.3 Simulation
1.3 Les Réseaux de PETRI
1.3.1 Réseaux de Pétri colorés et la plate-forme CPN-Tools
1.3.2 Les avantages des réseaux de Pétri
1.4 L’optimisation heuristique
1.4.1 Catégories des heuristiques
1.4.2 Classes d’heuristiques
1.5 Choix de l’approche de résolution
1.6 Conclusion
Chapitre II : Modélisation et résolution du problème de stockage de conteneurs PSC
2.1 Introduction
2.2 La Gestion des stocks
2.3 Adaptation d’une stratégie de gestion selon les trois niveaux de planification
2.3.A La planification stratégique
2.3.B La planification tactique
2.3.C La planification opérationnelle
2.4 La modélisation du système de transport et stockage des conteneurs
2.5 La résolution du PSC par l’algorithme génétique appliqué sur le programme Java
2.5.A Algorithme génétique
2.5.B Exemple de programmation sur JAVA
2.6 Conclusion
Conclusion Générale
Bibliographie
Résumé
Abstract