Passage Portuaire

2) Avancées et perspectives par axe

a) Nouveaux modèles d’organisation et de transbordement

Laboratoires : LMAH – Université du Havre, LMI – INSA de Rouen

Rapporteur : Serigne GUEYE (LIA, membre associé LMAH, MCF)

Participants: Ibrahima DIARRASSOUBA (LMAH, MCF), Cédric JONCOUR -LMAH, MCF), Arnaud KNIPPEL (LMI, MCF), Sophie MICHEL (LMAH, MCF), Adnan YASSINE (LMAH, PU)
L'axe 1 étudie l'organisation d'un port étendu en s'intéressant à la problématique de la gestion des opérations de transbordement au sein d'un terminal portuaire et au mode d'évacuation des conteneurs vers l'hinterland.
Etat d'avancement :

La première thématique traite du transfert de conteneurs entre navires. Ces opérations de transbordement induisent un coût pouvant se mesurer par la somme des distances parcourues pour effectuer ces transferts, et la somme des temps d'attente des navires pour trouver une zone d'accostage en vue d'être traité. Notre objectif consiste à proposer des méthodes permettant de réduire ces coûts par une optimisation de la localisation des navires sur le terminal, et des heures d'entrée sur le terminal. En complément de ces contributions, nous visions également le développement d'une plateforme de simulations numériques d'opérations d'allocation de berges permettant d'évaluer la qualité des techniques proposées. Du fait de la complexité du problème, nous avions décidé de traiter d'abord le problème (pur) d'affectation puis d'y adjoindre l'aspect temporel. Par rapport à ces objectifs annoncés, cette première partie de recherche a permis des avancées significatives sur le problème d'affectation. Sérigne Gueye et Sophie Michel ont donc continué leur travaux et ont proposé un autre modèle mathématique linéaire en nombres entiers. Les deux modèles existant ont été résolus par des techniques de recherche opérationnelles (technique de coupes, schéma de relaxation Lagrangienne). Ils ont, au passage, constaté que ce problème, pourtant issu du domaine portuaire, était la généralisation d'un problème académique encore peu étudié connu sous le nom de problème d'arrangement linéaire (Minimum Linear Arrangement Problem). Ces travaux ont fait l'objet de trois conférences [2][3][4] dont une invité [3], et d'un article de conférence [1]. Il faut noter que si pour des instances de petites tailles (jusqu'à 10 navires) les résultats numériques sont satisfaisants en terme de temps d'exécution, ceux ci se dégradent rapidement quand le nombre de navires augmente. De manière analogue, ils se dégradent fortement pour des instances du type de ceux du problème d'arrangement linéaire. Cela signifie que pour les cas pratiques, les algorithmes développés jusqu'ici pourraient être applicables (moyennant la prise en compte du temps) à des instances réelles qui ne dépasseraient pas la quinzaine de navires. D'un point de vue académique, les méthodes sont encore insuffisamment performantes. C'est la raison pour laquelle d'autres pistes utilisant des méthodes dites de décomposition sont actuellement explorées. Ces travaux se poursuivent parallèlement à la prise en compte du temps d'arrivée qui reste l'axe principal de recherche.

La deuxième thématique s'intéresse à l’évacuation des conteneurs vers l’hinterland. Les modes d'évacuation sont en cours d’évolution dans tous les grands ports maritimes, avec en particulier une réorganisation des modes de post-acheminement. On tend ainsi à encourager et à développer les modes alternatifs à la route: le mode fluvial, le mode ferroviaire. La façon dont l’ensemble de ces modes doivent être organisés pour un transport aussi rapide que fiable pose la question de la conception et du dimensionnement d’un réseau de transport multimodal. A ces modes sont en effet liés des zones de stockage, des terminaux ou des nœuds de transbordement. Décider des emplacements de ces nœuds, du dimensionnement de ces nœuds de même que des modes de transport à prévoir entre eux devient ainsi un problème stratégique de premier ordre quant à la circulation des conteneurs.. Ibrahima Diarrassouba, Cédric Joncour, Arnaud Knippel et Sophie Michel en collaboration avec l'IDIT ont proposé une première modélisation pour ce problème de conception d'un réseau multimodal avec diverses variantes (en particulier sur la fonction objective) et ont commencé à étudier les décompositions possibles pour résoudre ce problème. La prochaine étape de ces travaux consiste à implémenter ces méthodes et à les tester sur des exemples issus du réel. Dans le cadre d'un Programme de Fin d'Etudes, une étudiante de l'INSA à l'aide de logiciel comme cplex va tester la formulation et étudier l'impact des données sur les solutions obtenues pour en déduire le modèle le plus pertinent par rapport à la réalité.

Communications en 2011 :

Réunions Lors du séminaire commun du 1 juillet 2011, S. Gueye a fait une présentation sur le problème d'allocation de berges. Lors du séminaire commun du 9 janvier 2012, A. Knippel parlera de la conception du réseau multimodal d'un port étendu . Conférences

[1] S. Gueye, S. Michel, A. Yassine, A 0-1 Linear Programming Formulation for the Berth Assignment Problem, 2011, LOGISTIQUA 2011, DOI 10.1109/LOGISTIQUA.2011.5939402, IEEE Conferences, pp. 50-54.

[2] S. Gueye, S. Michel, A.Yassine and P.Michelon, On a Generalization of the Optimal Linear Arrangement Problem. In European Chapter on Combinatorial Optimization (ECCO XXIV), p.45, Amsterdam, 2011.

[3] S. Gueye, S. Michel and A.Yassine, Affectation de Navires dans les Terminaux Portuaires. In Plateforme Association Francaise d'Intelligence Artificielle (AFIA'2011), Tutoriel Recherche Operationnelle, Chambery, 2011.

[4] S.Gueye, S. Michel and A.Yassine, Formulations Quadratique et Lineaire pour l'Affectation de Navires, In 10eme congres de la societe Francaise de Recherche Operationnelle et d'Aide a la Decision (ROADEF' 2011), p.841, Saint-Etienne, 2011

Perspectives :

Pour mener à bien la suite des activités de la première thématique, un post-doctorant sera recruté en 2012. Il s'occupera du problème dit d'allocation de berges regroupant l'affectation des navires aux quais et l'ordonnancement des transferts. En plus du temps d'arrivée, nous devrons également intégrer des contraintes liées aux ressources nécessaires aux chargements/déchargements (disponibilité des grues par exemple). Et tout ceci devra être integré, avec l'aide d'un ingénieur, dans le cadre d'un prototype de simulation permettant de simuler les arrivées des navires, leurs allocations, et la mesure de performance des opérations effectuées.

Concernant la deuxième thématique, les premiers résultats seront présentés à la conférence EURO XXV. Puis des stagiaires niveau master poursuivront les travaux en faisant une étude plus poussée de la littérature et en développant des méthodes de résolutions plus performantes permettant de traiter des problèmes de tailles réelles. Une poursuite possible de ce projet serait de développer un modèle opérationnel basé sur la solution stratégique obtenue.

Centre de compétence : IDIT

Rapporteur : Valérie BAILLY-HASCOËT (IDIT, Ingénieur de recherches)

Participants: Gaëlle BONJOUR (IDIT, Analyste), Ludovic COUTURIER (IDIT, Directeur Projet), Frédéric LETACQ (IDIT, Ingénieur de recherches)
L’IDIT agit prioritairement en tant que centre de ressource et de compétence juridique au profit des autres laboratoires. En 2011, l’institut a ainsi participé aux travaux des Axes N°1 et N°2 en répondant à des questionnements spécifiques émis par le LMAH, le LMI et le LITIS.
Pour ce qui concerne l’ordonnancement de l’arrivée des navires sur les postes à quai, l’IDIT s’intéresse au cadre réglementaire qui impacte les modalités d’accès des navires au port et à ses différents terminaux et postes à quais. L’IDIT suit également les évolutions du régime juridique de l’intermodalité au travers du statut en devenir de l’entrepreneur de transport multimodal (ETM).
Phases du projet :

• 
  Inventaire de la réglementation française relative à l’accès du navire au port et à ses quais
  
• 
  Suivi et analyse de l’évolution du cadre juridique du transport intermodal, sur le plan national, européen (mise en place d’un régime régional de l’entrepreneur de transport multimodal) et international (Règles de Rotterdam, etc.)
  

Travaux réalisés :

1°) Présentation des Réglementation impactant les modalités d’accès des navires au port et à ses différents terminaux et postes à quai : Règlement général de police dans les ports maritimes de commerce et de pêche » (RGPM) + Règlements particuliers par port (exemple du Règlement particulier de police du port du Havre et du port du Havre-Antifer).

2°) L’IDIT a collaboré avec le LMAH de l’Université du Havre (S. Michel, C. Joncour, I. Diarrassouba) et le LMI-INSA de Rouen (A. Knippel) dans le cadre de leurs travaux sur la conception du réseau multimodal d’un port étendu. Cette collaboration a notamment permis d’inventorier les contraintes impactant l’acheminement du conteneur depuis le navire de mer jusque dans l’hinterland, notamment celles liées aux capacités et à la circulation des modes de transport fluviaux et ferroviaires, ainsi que celles liées aux particularités des marchandises acheminées (marchandises dangereuses ou sous température dirigée). Cette contribution a été transmise aux laboratoires de l’Axe 1 en décembre 2011.