Simulateur multiagent d'un réseau de création de valeur : application à l'industrie forestière

Les décisions de planification à l'intérieur d'un réseau de création de valeur sont multiples et peuvent entraîner de lourdes conséquences pour une entreprise. Différents outils sont disponibles pour aider les personnes en charge de prendre ces décisions en offrant un suivi sur la production, le transport, les inventaires, etc. Ce mémoire propose la conception d'un simulateur basé sur une plateforme dc planification multiagent déjà existante. Pour se faire, différents mécanismes de simulation devront être implantés, principalement la gestion du temps. De plus, un nouvel agent a été développé afin de simuler le rôle de clients dans un réseau de création de valeur de bois d'oeuvre. De plus, cet agent permet dc simuler les deux types dc relation d'affaires qui sont les plus courantes dans cette industrie. La dernière contribution est la conception d'un cas d'étude pour démontrer les capacités dc ce simulateur à travers différentes expérimentations

Modélisation et optimisation multi-niveaux du transport forestier

The present manuscript tackles the supply chain forest transportation problem in the context of forestry primary industry. In this context, several risks may affect the forest supply chain: the unpredictable weather conditions (tree falling provoked by major storms); sanitary emergencies (tree pest and diseases); and, diverse commercial circumstances (the variability of market demands). The aforementioned issues motivate the diverse forest sector protagonists (entrepreneurs, forest operators and drivers) to seek support for improving their logistic operations. The aim of this effort is to improve the service quality (offer-demand agreement) diminishing in this way the total costs. Therefore, the main goal of this thesis is the proposal of a novel management model which improves forest-to-mill transport performance. At the same time, the proposed model accounts for the forest sector manners and constraints. The contribution of this thesis is threefold: first a transportation model is developed, later on the transport planning is managed, and finally an optimization procedure is proposed.The thesis results propose a hierarchical planning for the forestry transportation. Two decision levels are suggested: tactic and operational. At a tactic level, a multi-period optimization is considered. The multi-period optimization strategy meets the customer supply demands while minimizes the global transportation activity. Such strategy takes into account the restrictions of the total available transportation means. Moreover, at this level the activity balancing politics may be developed, as well as subcontractors coordination between transport companies. On the other hand, at the operational level, the tactic planning assigned for each transporter is divided so an optimization of the fleet’s transport assignation is done considering the vehicles constraints.The decision process is modelled as a Mixed Linear Programming formulation. The application considers a data set coming from the industry settled at the Aquitaine region in France. The results have shown a significant improvement on the transport capabilities with respect to the conventional transport practices.It is worth to mention that the decision models were designed such that they may be adapted to different context either collaborative or not. In both cases, the tactic planning has a generic purpose, in other words, it is independent of the kind of organization involved, whereas specific organizations are taken into account when planning actors’ activities at the operational level.Cette thèse est une contribution à la modélisation, la planification et l’optimisation du transport pour l’approvisionnement en bois de forêt des industries de première transformation. Dans ce domaine, les aléas climatiques (mise au sol des bois par les tempêtes), sanitaires (attaques bactériologiques et fongiques des bois) et commerciaux (variabilité et exigence croissante des marchés) poussent les divers acteurs du secteur (entrepreneurs et exploitants forestiers, transporteurs) à revoir l’organisation de la filière logistique d’approvisionnement, afin d’améliorer la qualité de service (adéquation offre-demande) et de diminuer les coûts.L’objectif principal de cette thèse était de proposer un modèle de pilotage améliorant la performance du transport forestier, en respectant les contraintes et les pratiques du secteur.Les résultats établissent une démarche de planification hiérarchique des activités de transport à deux niveaux de décision, tactique et opérationnel. Au niveau tactique, une optimisation multi-périodes permet de répondre aux commandes en minimisant l’activité globale de transport, sous contrainte de capacité agrégée des moyens de transport accessibles. Ce niveau permet de mettre en oeuvre des politiques de lissage de charge et d’organisation de sous-traitance ou de partenariats entre acteurs de transport. Au niveau opérationnel, les plans tactiques alloués à chaque transporteur sont désagrégés, pour permettre une optimisation des tournées des flottes, sous contrainte des capacités physiques de ces flottes.Les modèles d’optimisation de chaque niveau sont formalisés en programmation linéaire mixte avec variables binaires. L’applicabilité des modèles a été testée en utilisant un jeu de données industrielles en région Aquitaine et a montré des améliorations significatives d’exploitation des capacités de transport par rapport aux pratiques actuelles.Les modèles de décision ont été conçus pour s’adapter à tout contexte organisationnel, partenarial ou non : la production du plan tactique possède un caractère générique sans présomption de l’organisation, celle-ci étant prise en compte, dans un deuxième temps, au niveau de l’optimisation opérationnelle du plan de transport de chaque acteur

Le géomarketing et la localisation : pour la faisabilité commerciale d'un produit forestier canadien à l’échelle des régions métropolitaines canado-américaines

Dans le contexte actuel de la mondialisation des marchés, l'évaluation des facteurs marchands peut signifier l’échec ou le succès dans le monde des affaires. En raison de la libre circulation des biens et des services à travers le monde, les effets de la concurrence et des tendances de saturation de marché deviennent de plus en plus perceptibles de nos jours. Synthèse de la cartographie, de la géographie et de la mercatique (en anglais marketing), un important allié apparait dans le scénario de l’analyse de marché pour mieux guider les entreprises. Le géomarketing rassemble des techniques d’analyse spatiale des données marketing à l’aide entre autres, d’un système d’information géographique (SIG). En définition, le géomarketing il s’agit d’une démarche marketing reposant sur l'analyse du comportement du consommateur en tenant compte des notions d'espaces et des nuances de marché qu'une action commerciale ou une campagne marketing peut dégager sur une zone géographique. Cette nouvelle discipline permet de segmenter et qualifier géographiquement la potentialité d’un marché et de déterminer la localisation optimale selon les caractéristiques sociodémographiques, comportementales ou économiques du marché-étude. Parmi les applications du géomarketing, on peut citer l’identification de la compétition, des marchés potentiels, des emplacements optimaux et le développement d’un réseau de distribution d’un produit ou services. Toutes ces activités sont reliées à la compétitivité, que désigne la capacité à occuper une position forte sur un marché. Cette recherche utilisera des techniques d’analyse spatiale géomarketing pour cibler des marchés potentiels à un produit d’isolation innovant produit à partir de résidus forestiers. L’étude propose une méthode basée sur l’analyse géographique et spatiale pour déterminer l’emplacement et la distribution afin de maximiser l’efficacité et la pénétration du marché par le produit.In the current context of globalization of markets, assessment of market factors may represent the failure or success in today's business world. Due to the free movement of goods and services around the world, the effects of competition and market saturation tendencies become increasingly noticeable nowadays. Synthesis of cartography, geography and marketing, an important ally appears in the scenario of market analyses to guide enterprises. The geomarketing brings a set of spatial analysis techniques on marketing data using, among others, a geographic information system (GIS). This new discipline allows segmenting and qualifying the potential of a market and determine the optimal location according to sociodemographic, behavioral or economic characteristics of the market-study. In definition, geomarketing is a marketing approach based on the analysis of consumer behavior taking into account the notions of spaces and the nuances of market that a commercial action or a marketing campaign can generate on a zone geographical. Among the applications of the geomarketing, the identification of competition, potential markets, optimal locations and development of a distribution network of products or services. All these activities are related to competitiveness, which refers to the ability to occupy a strong position in a market. This research will use geomarketing spatial analysis techniques to target potential markets to an innovative insulation product produced from forest residues. The study proposes a method based on geographic and spatial analysis to determine location and distribution in order to maximize efficiency and market penetration by the product

Intégration d’un centre logistique au sein d’un réseau d'entreprises forestières : impact et analyse

L’industrie forestière compte pour une partie importante de l’activité économique québécoise et de nombreuses communautés en dépendent. Dans les forêts naturelles, la grande diversité d’espèces d’arbres et de qualité des tiges accroit la complexité des opérations de triage et de gestion des flux. De plus, l’éloignement de la ressource forestière entraîne des coûts de transport élevés. Par ailleurs, la littérature scientifique démontre que la mutualisation du transport s’avère profitable (Epstein et al. 2007), mais qu’elle est cependant fort complexe à déployer (Frisk et al. 2010). Finalement, la transition de systèmes de production en flux poussés vers des systèmes en flux tirés et les difficultés récentes de cette industrie (déclin du secteur des pâtes et papiers, crise immobilière de 2008-09, etc.) rendent d’autant plus pertinent d’examiner des façons de mieux tirer profit de la ressource forestière. À cet égard, la création de cours de triage et de consolidation qui soient distinctes des sites en forêt et des usines offre de multiples occasions de maximisation de la valeur et de minimisation des coûts. De tels centres représentent cependant un défi important quant à leur gestion quotidienne et à leur insertion dans le réseau logistique déjà en place. Nous posons donc l’hypothèse que certains facteurs économiques, logistiques et environnementaux, permettraient à un centre logistique forestier comprenant une cour de triage et une coordination du transport de créer des économies de coût, notamment par l’entremise de l’utilisation du transport hors norme (Chan et al. 2008a) et de coûts de triage plus bas (tel que nous pouvons le déduire de Favreau 1995). Nous pensons également que le fait d’effectuer des activités de triage au centre procurerait une valeur économique supplémentaire aux entreprises utilisant ses services, en limitant le taux d’erreur dans la classification des billes tel que relevé dans Sessions (2005). Cette thèse vise donc à identifier certains facteurs clés influençant la profitabilité d’un centre logistique forestier régional comportant une cour dédiée au triage et une coordination du transport. Par la suite, nous prenons en comptes ces facteurs lors du développement d’un modèle de maximisation des profits d’un réseau logistique forestier comprenant ou non une cour dédiée au triage ainsi que l’utilisation des retours en charge. Nous avons d’abord appliqué ce modèle à un cas théorique et réaliste et nous avons obtenu des gains potentiels atteignant 0,88$de profit supplémentaire par m3 disponible à la récolte sur l’ensemble du réseau. Nous avons par la suite utilisé ce modèle pour optimiser un cas d’étude plus complexe et analyser le fonctionnement du réseau y compris en le modifiant. Une analyse de sensibilité révéla que plusieurs facteurs tels que la distance des zones de récolte, le nombre de camions hors norme et le niveau des redevances avaient une influence significative sur la profitabilité du centre projeté. Enfin, dans le cas d’étude, nous avons décelé un effet dynamique entre l’opération d’une cour de triage et l’utilisation des retours en charge. L’ajout d’une cour de triage permet ainsi de réduire la durée moyenne des routes de livraison en scindant en deux les flux de matière entre les forêts et les usines, ce qui facilite le respect des limites de durées de conduite. Surtout, une telle cour fait en sorte qu’un même site peut servir autant comme origine que comme destination, ouvrant la porte à d’importantes réductions du transport à vide.The forest industry represents an important part of Quebec’s economic activity and many local communities depend on this sector. In natural forests, the great diversity of tree species and quality brings an added complexity for sorting operations and the flow of resources. Furthermore, the remoteness of the resource implies high transportation costs. Scientific literature demonstrates that sharing transportation capacity can result in important cost reductions (Epstein et al. 2007), but is quite complex to put into place (Frisk et al.2010). Finally, the transition from push systems towards pull type supply chains and the recent difficulties for this industry (decline of the pulp and paper sector, housing crisis of 2008-09, etc.) make it all the more relevant to examine how to better use the wood resource. In this regard, the creation of sort yards, distinct from both the harvesting sites and the mills, offers many opportunities for maximizing value and minimizing costs. Such centers however, represent an important challenge in regards to their daily management and their insertion in the pre-existing logistics network. We therefore hypothesize that for certain economic, logistical and environmental factors, a logistics center comprised of a sort yard and transportation coordination, could generate cost savings, especially through the use of oversize trucks (Chan et al. 2008) and lower sorting costs (as can be deduced from Favreau 1995). We also sense that the sorting activities performed in such a center would also procure an added economic value for companies using its services by limiting the error rate in the classification of the logs, as presented in Sessions (2005). The purpose of this thesis is therefore to identify key factors regarding their impact on the profitability of a regional forest logistics center, combining a specific sort yard and the use of backhauling. Following this, we consider these factors in the development of a profit maximization model for a forest logistics network with the option of using such a sort yard and/or backhauling. This model was first applied to a fictitious but realistic case using generated data in order to estimate the magnitude of potential profit improvements which reached up to$ 0.88 per m3 available for harvest. The model was then applied to optimize a real and complex network to analyze its performance as well as slightly modified versions. A sensitivity analysis was also conducted and revealed that many factors such as distances from the harvesting zones, the number of oversize trucks and the level of stumpage fees had a significant influence on the profitability of such a center. In addition, a dynamic effect between the operation of the yard and the use of backhauling was observed for the real case. The addition of a sort yard allows to reduce the average length of delivery routes by breaking in two the flow of material between the harvesting areas and the production mills. This makes it easier to fit delivery routes within the legal driving time limit. Most importantly, such a yard can serve both as an origin and a destination, therefore opening the door to important reductions in deadheading

Inter-firm collaboration in transportation

Dans la littérature académique et professionnelle relative au transport de marchandise, il y a longtemps que les méthodes de planification avancées ont été identifiées comme un moyen de dégager des économies grâce à une efficacité accrue des opérations de transport. Plus récemment, la collaboration interentreprises dans la planification du transport a été étudiée comme une source de gain supplémentaire en efficacité et, par conséquent, une opportunité pour dégager de nouvelles économies pour les collaborateurs. Cependant, la mise en œuvre d'une collaboration interentreprises en transports soulève un certain nombre d’enjeux. Cette thèse aborde trois thèmes centraux de la collaboration interentreprises et démontre les contributions via des études de cas dans l’industrie forestière et du meuble. Premièrement, les moyens technologiques pour soutenir une collaboration en planification du transport sont étudiés. Un système d’aide à la décision supportant la collaboration en transport forestier est présenté. Deuxièmement, le partage entre les collaborateurs du coût commun en transport est étudié. Une méthode de répartition du coût de transport tenant compte de l'impact - l’augmentation du coût de transport - des exigences inégales entre des collaborateurs est proposée. Troisièmement, la création de groupes collaboratifs - des coalitions - dans un ensemble de collaborateurs potentiel est étudiée. Un modèle réseau pour la formation d’une coalition selon les intérêts d’un sous-ensemble de collaborateurs adoptant ou pas un comportement opportuniste est détaillé. De plus, pour soutenir l'étude des thèmes précédents, la thèse comprend deux revues de la littérature. Premièrement, une revue sur les méthodes de planification et les systèmes d’aide à la décision en transport forestier est présenté. Deuxièmement, à travers la proposition d'un cadre pour créer et gérer une collaboration en transport et, plus généralement en logistique, une revue de travaux sur le transport et la logistique collaborative est offerte.In the academic and professional literature on freight transportation, computer-based planning methods have a long time ago been identified as a means to achieve cost reduction through enhanced transportation operations efficiency. More recently, inter-firm collaboration in transportation planning has been investigated as a means to provide further gains in efficiency and, in turn, to achieve additional cost reduction for the collaborators. However, implementation of inter-firm collaboration in transportation raises a number of issues. This thesis addresses three central themes in inter-firm collaboration and exemplifies the contributions in case studies involving collaboration in furniture and forest transportation. First, technological means to enable collaboration in transportation planning are studied. Embedding a computer-based planning method for truck routing, a decision support system enabling collaborative transportation is presented. Second, sharing the common transportation cost among collaborators is studied. A cost allocation method taking into account the impact – an increase of the transportation cost – of uneven requirements among collaborators is proposed. Third, building collaborating groups (i.e. coalitions) among a set of potential collaborators is studied. A network model for coalition formation by a subset of self-interested collaborators adopting or not an opportunistic behaviour is detailed. Moreover, to support the study of the aforementioned themes, the thesis includes two literature reviews. First, a survey on planning methods and decision support systems for vehicle routing problem in forest transportation is presented. Second, through the proposition of a framework for building and managing collaboration in transportation and, more generally in logistics, a survey of works on collaborative transportation and logistics is given

Dynamiques spatio-temporelles des plantations forestières industrielles dans le sud chilien : de l'analyse diachronique à la modélisation prospective

Southern Chile forest cover represents a major environmental issue. The native forest, integrated into the Valvidian Ecoregion (35°S-48°S), belongs to ecosystems with the highest conservation priority in the world. The application of the Decree Law 701 in 1974 generated the expansion of pines and eucalyptus monocultures in Southern Chile. The intensification of silvicultural practices, combined with the substitution of native forested ecosystems, reappraises their sustainability on both short and mid-term. This study wishes to apprehend and anticipate timber plantation dynamics on several spatial and temporal scales to identify tomorrow's land occupation issues. In a first phase, the use of MODIS medium-resolution remotely sensed data enables the detection and quantification of timber cutting and stable forests from the 8th region of the Bio-Bio to the continental south of the 10th region of Los Lagos. In a second phase, turning to LANDSAT images enables to specify the rotation cycle of industrial plantations on a scale of two regions. Finally, a multi-date classification is used to build a data base in order to study land use and cover changes in the municipality of San Juan de la Costa. Between 1986 and 2008, the spread of monoculture at the expense of native forest and other types of land occupation reaches respectively 3 366 ha and 6 132 ha. Even though the identification of the explanatory factors together with retrospective analysis highlights the complexity of the system, four prospective scenarios are offered. They give us a panoramic vision of the timber plantations future dynamics, as well as those of the native forest. If the predictive and intensive scenarios express an expansion of the monospecific plantations in 2017 and 2026, the exploratory and “eco-centered” scenarios bring a vision that goes against the grain, with a resurgence of native forest and a decline in plantations by 2035. The crossing of the scenarios establishes a degree of spatial congruence and brings information that can help decision-making.La cubierta forestal en el sur de Chile representa un desafío medio ambiental mayor. El bosque nativo, ubicado en la Ecorregión Valdiviana (35°S–48°S), forma parte de ecosistemas que tienen una alta prioridad de conservación en el mundo. La aplicación del Decreto Ley 701 en 1974 provocó la expansión de monocultivos de pinos y eucaliptos en el sur chileno. La intensificación de las prácticas silvícolas, junto con la sustitución de ecosistemas forestales nativos, pone en cuestión su sustentabilidad a corto y mediano plazo. Este estudio trata de comprender y anticipar la dinámica de las plantaciones forestales en diversas escalas espaciales y temporales para así identificar desafíos de ocupación futuros. En primer lugar, el uso de datos satelitales a resolución media con MODIS ha permitido la detección y la cuantificación tanto de las cortas como de las cubiertas forestales estables desde la Octava Región del Bío-Bío al sur continental de la Décima Región de Los Lagos. El uso de imágenes LANDSAT ha permitido reconocer el ciclo de rotaciones de las plantaciones industriales a la escala de dos regiones. Finalmente, se ha establecido una clasificación multi-temporal como base para el estudio de los cambios de ocupación y de utilización de los suelos (LUCC) en la comuna de San Juan de la Costa. Así, entre 1986 y 2008, la progresión de los monocultivos en detrimento del bosque nativo y de otros tipos de ocupación del suelo alcanza 3366 ha y 6132 ha respectivamente. A pesar que la identificación de factores explicativos relacionados con el análisis retrospectivo posee una gran complejidad dentro del sistema, cuatros escenarios prospectivos han podido ser propuestos. Estos, permiten obtener una visión panorámica de la dinámica futura de las plantaciones forestales, y también del bosque nativo. Mientras que los escenarios predictivo e intensivo reflejan una expansión de las plantaciones monoespecíficas en 2017 y 2026, los escenarios exploratorio y “eco-centrado” revelan un comportamiento contrario, con una recuperación del bosque nativo y un decrecimiento de las plantaciones en 2035. El cruce de los escenarios muestra un grado de congruencia espacial capaces de proponer, en una perspectiva de gestión, informaciones complementarias de ayuda a la decisión.Le couvert forestier dans le sud chilien représente un enjeu environnemental majeur. La forêt native, intégrée à l’Ecorégion Valdivienne (35°S–48°S), fait partie de ces écosystèmes ayant la plus haute priorité de conservation dans le monde. L’application du Decreto-Ley 701 en 1974 généra l’expansion de monocultures de pins et d’eucalyptus dans le sud chilien. L’intensification des pratiques sylvicoles, combinée à la substitution des écosystèmes forestiers natifs, remet en question leur soutenabilité à court et moyen terme. Cette étude cherche à appréhender et à anticiper la dynamique des plantations forestières à plusieurs échelles spatiales et temporelles afin d’identifier les enjeux futurs d’occupation du sol. Dans un premier temps, l’utilisation de données satellitales à moyenne résolution MODIS a permis de détecter et de quantifier les coupes forestières et les forêts stables de la 8ème Région du Bío-Bío au sud continental de la 10ème Région de Los Lagos. Le recours aux images LANDSAT a, dans un second temps, fourni des éléments de précision sur le cycle de rotations des plantations industrielles à l’échelle de deux régions. Enfin, une classification multi-dates a constitué une base d’étude pour aborder les changements d’occupation et d’utilisation du sol (LUCC) dans la commune de San Juan de la Costa. Aussi, entre 1986 et 2008, la progression des monocultures au détriment de la forêt native et des autres types d’occupation du sol atteint respectivement 3 366 ha et 6 132 ha. Bien que l’identification des facteurs explicatifs combinée à l’analyse rétrospective mette en évidence une grande complexité au sein de ce système, quatre scénarii prospectifs ont pu être proposés. Ces derniers permettent d’obtenir une vision panoramique des dynamiques évolutives des plantations forestières et de la forêt native. Si les scénarii prédictif et intensif traduisent une expansion des plantations monospécifiques en 2017 et 2026, les scénarii, exploratoire et« éco-centré », apportent une vision à contre-courant, avec un regain de forêt native et un déclin des plantations à l’horizon 2035. Le croisement des scénarii établit également un degré de congruence spatialisé susceptible de fournir, dans une perspective de gestion, des informations complémentaires d’aide à la décision

"Plan de gestion global d'un projet de conception et d'édification d'une entreprise industrielle, œuvrant dans le cadre de la logistique inverse" : étude de cas : recyclage et pré-valorisation des pneus en fin de vie

Nul ne peut ignorer que le pneu usagé, ce déchet encombrant, constitue une menace et à l'environnement par le risque potentiel d'incendie et de lixiviation, et à la santé des habitants qui vivent à proximité des dépotoirs par le risque potentiel de maladies dues aux fumées toxiques, qui résulteraient des incendies éventuels, ou dues aux piqûres de moustiques qui peuplent les interstices des amas constitués. Une gestion proactive du pneu en fin de vie s'impose indéniablement si l'on veut éviter aux générations futures d'être confrontées eux également a la complexité du problème des gisements historiques. Nous proposons dans ce recueil un modèle de plan de gestion global d'un projet d'édification d'une entité industrielle, s'assignant comme vocation spécifique le recyclage et la pré-valorisation des pneus en fin de vie. Ainsi donc une entité industrielle apte à se déployer dans le mouvement de la logistique inverse et à s'inscrire dans l'effort du développement durable. Ce modèle quoiqu'essentiellement théorique devrait permettre, d'une part, aux investisseurs économiques, citoyens des pays en développement plus particulièrement, désireux de se lancer dans la filière en question, d'avoir en mains un savoir-faire essentiel et des outils indispensables dont ils devraient naturellement disposer. Et, d'autre part, aux chercheurs scientifiques s'intéressant à l'étude d'autres produits en fin de vie, de s'inspirer de la logique de l'étude et de l'approfondissement de l'analyse qui ont conduit à l'aboutissement de ce modèle