Comme beaucoup d’autres secteurs, celui du transport traverse une p\u00e9riode de bouleversements profonds. De l’\u00e9conomie du partage \u00e0 \u00abla mobilit\u00e9 en tant que service\u00bb, en passant par les v\u00e9hicules autonomes, les batteries \u00e0 semi-conducteurs et les nouvelles technologies, les mod\u00e8les \u00e9conomiques comme les tendances sociales viennent transformer la mani\u00e8re dont les passagers voyagent et le fret s\u2019organise. Olivier Gallay, professeur assistant \u00e0 HEC Lausanne et expert en recherche op\u00e9rationnelle, explique comment son travail sur l’optimisation des transports contribue \u00e0 fa\u00e7onner l’avenir de ce secteur.<\/p>\n\n\n\n
Dans quel domaine de recherche travaillez-vous?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Je suis un math\u00e9maticien appliqu\u00e9 qui se concentre sur la recherche op\u00e9rationnelle et l’optimisation de divers syst\u00e8mes dans les domaines de la logistique, du transport et des cha\u00eenes d’approvisionnement. Par le pass\u00e9, j’ai travaill\u00e9 pour le laboratoire de recherche IBM \u00e0 Zurich au sein de l\u2019\u00e9quipe Business Optimization<\/em>, o\u00f9 j\u2019ai \u00e9t\u00e9 impliqu\u00e9 dans de nombreux projets touchant \u00e0 l’optimisation de divers aspects du transport \u2013 du train au trafic automobile en passant par la tarification pour les compagnies a\u00e9riennes.<\/p>\n\n\n\n \u00c0 la Facult\u00e9 des HEC de l’Universit\u00e9 de Lausanne, je continue de travailler sur ce type de probl\u00e8mes, et plus particuli\u00e8rement sur les aspects op\u00e9rationnels des r\u00e9seaux de transport, en me concentrant sur les probl\u00e8mes r\u00e9els qui \u00e9mergent de la pratique, g\u00e9n\u00e9ralement en collaboration avec des partenaires industriels.<\/p>\n\n\n\n La planification d’itin\u00e9raires des v\u00e9hicules est un bon exemple des cas pratiques que j\u2019\u00e9tudie. Il faut se rendre \u00e0 diff\u00e9rents endroits pour la livraison de colis par exemple, et trouver les itin\u00e9raires optimaux permettant d\u2019atteindre un certain nombre de clients tout en poursuivant un objectif pr\u00e9cis d\u2019optimisation: qu\u2019il s\u2019agisse de r\u00e9duire la distance \u00e0 parcourir, les \u00e9missions de CO2<\/sub>, le nombre de v\u00e9hicules qui composent la flotte ou le temps n\u00e9cessaire pour effectuer la tourn\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n Quelles organisations publiques font appel \u00e0 des expert\u00b7e\u00b7s comme vous pour \u00e9tudier ce type de cas?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Il s\u2019agit principalement du gouvernement, des d\u00e9cideurs et d\u00e9cideuses ainsi que des organismes de r\u00e9glementation.<\/p>\n\n\n\n D\u2019un point de vue g\u00e9n\u00e9ral, les besoins en mobilit\u00e9 ne cessent d\u2019augmenter. Songez \u00e0 la croissance d\u00e9mographique dans les villes, \u00e0 l’accroissement du nombre de passagers ou du fret en raison, par exemple, de l\u2019essor du commerce \u00e9lectronique. Cette \u00e9volution devrait se poursuivre pendant au moins une d\u00e9cennie, car seuls des changements de soci\u00e9t\u00e9 radicaux sont susceptibles d\u2019inverser cette tendance. En effet, en am\u00e9liorant l\u2019efficacit\u00e9 des syst\u00e8mes de transport, cette tendance s\u2019en trouve m\u00eame renforc\u00e9e: augmenter la vitesse des trains permet par exemple \u00e0 une partie de la population de s\u2019\u00e9loigner de son lieu de travail. Simplifier ou acc\u00e9l\u00e9rer les conditions de livraison de biens \u00e0 domicile a un impact direct sur les commandes enregistr\u00e9es en ligne.<\/p>\n\n\n\n Par cons\u00e9quent, l’optimisation des r\u00e9seaux de transport et de meilleures performances entra\u00eeneront vraisemblablement une hausse de la demande, du moins \u00e0 court et \u00e0 moyen terme. Ce qui, \u00e0 son tour, aura une incidence sur les besoins en mobilit\u00e9, avec un nombre croissant de personnes qui voyagent et de marchandises \u00e0 livrer, et les cons\u00e9quences qui en d\u00e9coulent comme la congestion, la pollution et les probl\u00e8mes de durabilit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n On peut alors supposer que les entreprises \u00e0 but commercial vont \u00e9galement s\u2019int\u00e9resser \u00e0 cette optimisation des transports, que ce soit pour r\u00e9duire leurs co\u00fbts ou am\u00e9liorer le service \u00e0 la client\u00e8le?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Oui, mais m\u00eame si ces organisations peuvent \u00eatre motiv\u00e9es par les facteurs co\u00fbts ou l’am\u00e9lioration du service \u00e0 la client\u00e8le, elles s\u2019int\u00e9ressent aussi \u00e0 d\u00e9couvrir des solutions permettant de r\u00e9soudre de nouveaux ou potentiels probl\u00e8mes lorsqu\u2019aucune solution satisfaisante n\u2019existe encore.<\/p>\n\n\n\n Par exemple, l\u2019une des tendances actuelles est de consid\u00e9rer la mobilit\u00e9 en tant que service, c\u2019est \u00e0 dire l\u2019id\u00e9e que des personnes qui n\u2019ont pas de v\u00e9hicule puissent profiter des syst\u00e8mes de transport partag\u00e9s. Il s\u2019agit ici de mobilit\u00e9 \u00e0 la demande. Par cons\u00e9quent, une organisation qui offre \u00abla mobilit\u00e9 en tant que service\u00bb peut exploiter une flotte de v\u00e9hicules \u2013 qu’il s’agisse de voitures, de scooters \u00e9lectriques ou de v\u00e9los. L’exploitation d’un tel service comporte diff\u00e9rents d\u00e9fis, comme celui, par exemple, d\u2019attribuer disons dans le 99% des cas, un v\u00e9hicule \u00e0 son client dans un d\u00e9lai de cinq minutes. Il s\u2019agira d\u2019exp\u00e9rimenter alors diff\u00e9rentes m\u00e9thodes pour d\u00e9terminer le nombre optimal de v\u00e9hicules \u00e0 utiliser afin d’atteindre ce niveau de service.<\/p>\n\n\n\n Pourriez-vous nous donner des exemples de projets d’optimisation des transports sur lesquels vous avez travaill\u00e9?<\/strong><\/p>\n\n\n\n J\u2019ai r\u00e9cemment travaill\u00e9 sur un probl\u00e8me qui concernait un important fournisseur d’\u00e9nergie en Europe. Les ing\u00e9nieur\u00b7e\u00b7s de cette entreprise se rendent quotidiennement chez des clients pour effectuer des travaux d’entretien. Une intervention dure en g\u00e9n\u00e9ral entre 5 et 30 minutes. Chaque ing\u00e9nieur a son propre v\u00e9hicule, qui n\u2019est finalement que peu utilis\u00e9 durant la journ\u00e9e. Dans les zones urbaines par exemple, la plupart des employ\u00e9\u00b7e\u00b7s garent leur voiture pour une dur\u00e9e importante, contents de trouver une place de stationnement, puis se rendent \u00e0 pied \u00e0 chacun des endroits \u00e0 visiter dans les environs.<\/p>\n\n\n\n L’entreprise dispose d’une impressionnante flotte de v\u00e9hicules, avec quelque 1’000 travailleurs parcourant plus de 2 millions de kilom\u00e8tres par an. Elle souhaitait savoir s’il \u00e9tait possible de trouver et de mettre en \u0153uvre une solution permettant de dire aux travailleurs o\u00f9 se garer, et dans quel ordre se rendre sur les diff\u00e9rents lieux. Elle souhaitait aussi \u00e9tudier l\u2019efficacit\u00e9 du covoiturage en comparaison avec l’attribution d’un v\u00e9hicule par ing\u00e9nieur.<\/p>\n\n\n\n Dans cette situation, une entreprise peut viser l\u2019optimisation de diff\u00e9rents facteurs: il peut s’agir du nombre de travailleurs concern\u00e9s, du nombre de voitures utilis\u00e9es, ou encore du nombre de kilom\u00e8tres parcourus. Une partie du challenge consiste \u00e0 identifier les potentiels conflits et compromis \u00e0 trouver entre ces diff\u00e9rents objectifs. Avec le covoiturage, par exemple, vous pouvez r\u00e9duire le nombre de v\u00e9hicules utilis\u00e9s, mais vous devez ensuite r\u00e9aliser de trop nombreux d\u00e9tours pour d\u00e9poser les passagers, ce qui peut finalement augmenter la distance \u00e0 parcourir.<\/p>\n\n\n\n Et qu’avez-vous d\u00e9couvert?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Nous avons d\u00e9velopp\u00e9 une solution qui a montr\u00e9 que, dans la plupart des cas, il \u00e9tait possible d\u2019obtenir une situation gagnant-gagnant en r\u00e9duisant \u00e0 la fois la taille du parc de v\u00e9hicules et la distance parcourue. En int\u00e9grant la possibilit\u00e9 de covoiturage, tout en laissant les ing\u00e9nieurs continuer \u00e0 garer leur voiture et \u00e0 sillonner ensuite \u00e0 pied les diff\u00e9rents sites, le parc automobile a pu \u00eatre r\u00e9duit de 8,2% en moyenne et, dans le m\u00eame temps, le nombre de kilom\u00e8tres parcourus de 5,4%. Le covoiturage vient en effet compenser la distance suppl\u00e9mentaire occasionn\u00e9e par les d\u00e9tours pour le transport des passagers. Et en rempla\u00e7ant la marche par des trottinettes \u00e9lectriques, le gain s\u2019\u00e9l\u00e8verait \u00e0 14,1% pour la flotte de v\u00e9hicules et \u00e0 9,2% en moyenne pour la distance parcourue.<\/p>\n\n\n\n Pouvez-vous nous donner un autre exemple?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Dans un autre projet, nous avons examin\u00e9 le transport multimodal pour la livraison de marchandises. En effet, l’avenir du transport se fera tr\u00e8s probablement en partie par l’utilisation de diff\u00e9rents moyens de transport pour effectuer un trajet. Nous pouvons en effet vouloir profiter de diff\u00e9rents types de v\u00e9hicules avec leurs avantages et leurs inconv\u00e9nients. Les drones, par exemple, sont rapides et respectueux de l’environnement, mais ils ont une faible capacit\u00e9 de chargement et des limites d\u2019autonomie. Les fourgonnettes peuvent quant \u00e0 elles transporter plus de marchandises et voyager plus loin, mais elles sont plus polluantes. Il en va de m\u00eame pour les passagers. Les bicyclettes sont b\u00e9n\u00e9fiques pour l’environnement, mais peu pratiques sur de longues distances. Il faut donc faire des compromis.<\/p>\n\n\n\n Un probl\u00e8me connexe est la synchronisation de ces diff\u00e9rents modes de transport. Si un drone est plac\u00e9 \u00e0 bord d’un v\u00e9hicule, il devra quitter le v\u00e9hicule puis revenir \u00e0 un moment pr\u00e9cis. Si un passager prend le train puis loue un v\u00e9lo, le v\u00e9lo devra \u00eatre disponible au bon moment et au bon endroit. C’est l\u00e0 qu’une grande partie de la complexit\u00e9 surgit.<\/p>\n\n\n\n Pour ce second exemple, pouvez-vous pr\u00e9ciser avec quel type d’entreprise vous avez collabor\u00e9?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Il s’agissait d’un acteur majeur du milieu de l\u2019automobile qui souhaitait offrir une solution de transport de marchandises \u00e0 la demande. L’entreprise souhaitait combiner un nouveau prototype de fourgonnette avec un deuxi\u00e8me mode de transport plus \u00e9cologique et modulable qui, \u00e0 un moment donn\u00e9, se s\u00e9pare de la fourgonnette pour effectuer des livraisons de mani\u00e8re ind\u00e9pendante \u2013 un robot roulant ou un drone par exemple.<\/p>\n\n\n\n Les constructeurs automobiles r\u00e9alisent qu’ils vendent ou vendront moins de v\u00e9hicules et que l\u2019un des moyens pour \u00e9voluer et survivre est d\u2019offrir des solutions de transport enti\u00e8rement int\u00e9gr\u00e9es. Cette soci\u00e9t\u00e9 pr\u00e9voyait de mettre sur le march\u00e9 des camionnettes avec une offre compl\u00e8te de syst\u00e8me de service de mobilit\u00e9, dont un algorithme permettant \u00e0 un fournisseur de services de calculer une solution optimale d’utilisation des camionnettes et des robots ou drones int\u00e9gr\u00e9s pour des livraisons pr\u00e9d\u00e9finies.<\/p>\n\n\n\n Nous avons r\u00e9ussi \u00e0 d\u00e9velopper un algorithme qui r\u00e9sout le probl\u00e8me et optimise les op\u00e9rations pour 100 \u00e0 150 colis, ce qui est suffisant pour rendre la solution viable dans la pratique. En rempla\u00e7ant l\u2019usage de certaines fourgonnettes par l\u2019utilisation de drones, vous pouvez \u00e9conomiser jusqu’\u00e0 33% du parc automobile. En m\u00eame temps, vous pouvez r\u00e9duire la distance parcourue par les camionnettes jusqu’\u00e0 58%. La solution que nous avons cr\u00e9\u00e9e est 15% moins ch\u00e8re, en moyenne, que l’approche conventionnelle utilis\u00e9e, et bien que la distance totale parcourue \u2013 y compris par les drones \u2013 soit plus grande. \u00c0 noter que cette distance parcourue par les drones est rentable et plus respectueuse de l’environnement.<\/p>\n\n\n\n C’est une grosse \u00e9conomie de co\u00fbts. Vous produisez donc quelque chose \u2013 un algorithme \u2013 que ces entreprises sont capables d’utiliser pour calculer l’itin\u00e9raire et l’horaire id\u00e9al pour leurs employ\u00e9s et leurs v\u00e9hicules?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Exactement. Les entreprises saisissent les donn\u00e9es pertinentes, telles que l\u2019ensemble des colis \u00e0 livrer et leur lieu de livraison, ainsi que les diverses contraintes qui y sont li\u00e9es: comme l\u2019heure \u00e0 laquelle certains clients vont devoir r\u00e9ceptionner la marchandise, et l\u2019autonomie de vol limit\u00e9e des drones. Une fois les donn\u00e9es saisies, l’algorithme informatique r\u00e9alise les calculs. Cela peut prendre entre une minute et 10 heures selon la complexit\u00e9 du probl\u00e8me. Finalement, l’algorithme produit une solution optimis\u00e9e pour une ou plusieurs dimensions, tout en respectant les contraintes d\u00e9finies.<\/p>\n\n\n\n Id\u00e9alement, vous devriez \u00eatre en mesure d’utiliser, en plus des donn\u00e9es statiques, des informations dynamiques, afin de pouvoir r\u00e9-optimiser en temps r\u00e9el, comme dans le cas par exemple d\u2019une camionnette qui serait bloqu\u00e9e dans le trafic. Dans ce cas pr\u00e9cis, nous avons fait une \u00e9tude de faisabilit\u00e9 sur des donn\u00e9es statiques pour mettre en \u00e9vidence le potentiel de ces nouveaux paradigmes de transport. L’optimisation dynamique est quelque chose que nous ferons \u00e0 l’avenir.<\/p>\n\n\n\n M\u00eame si les entreprises optimisent leurs propres op\u00e9rations de transport, on peut supposer que la pr\u00e9sence m\u00eame de la concurrence signifie que les r\u00e9seaux de transport sont loin d’\u00eatre globalement optimaux?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Il est vrai que l’avenir du transport se trouve non seulement dans le partage et la multimodalit\u00e9, mais aussi dans la collaboration. Un trop grand nombre d’entreprises qui se font concurrence dans le m\u00eame espace g\u00e9ographique pose probl\u00e8me. Si tous les clients exigent que leur voiture soit disponible dans les cinq minutes, il faudra beaucoup de v\u00e9hicules pour r\u00e9pondre \u00e0 la demande, en particulier aux heures de pointe. Si plusieurs entreprises se font concurrence pour offrir ce service, cela va cr\u00e9er des probl\u00e8mes de congestion et de durabilit\u00e9. M\u00eame si chaque entreprise optimise individuellement ses propres op\u00e9rations, le nombre de v\u00e9hicules utilis\u00e9s restera trop important. Il est donc probable qu’un syst\u00e8me enti\u00e8rement globalis\u00e9 s\u2019av\u00e8rera n\u00e9cessaire \u00e0 un moment donn\u00e9.<\/p>\n\n\n\n Dans le domaine du transport de marchandises, il existe une marge de man\u0153uvre consid\u00e9rable pour accro\u00eetre l’efficacit\u00e9 globale. Pensez au facteur de charge: le coefficient de remplissage moyen d’un camion est inf\u00e9rieur \u00e0 60% dans l’ensemble, car la plupart du temps, une fois la livraison effectu\u00e9e, le retour se fait \u00e0 vide. De plus, il arrive trop fr\u00e9quemment \u2013 des milliers de trajets par jour \u2013 que plusieurs camions, partiellement charg\u00e9s, effectuent des livraisons vers des destinations similaires. Il y a ainsi beaucoup de potentiel pour une optimisation par la collaboration. Certaines initiatives existent d\u00e9j\u00e0, comme celle de la plate-forme technologique europ\u00e9enne ALICE, dans le domaine du transport de marchandises, qui vise \u00e0 favoriser la collaboration en mati\u00e8re de logistique et de planification et de contr\u00f4le de la cha\u00eene d’approvisionnement.<\/p>\n\n\n\n Mais un obstacle majeur vient compromettre toutefois cette optimisation collaborative. C\u2019est le partage de donn\u00e9es et la confidentialit\u00e9 commerciale. L’une des approches possibles pour r\u00e9soudre la probl\u00e9matique de protection des donn\u00e9es pourrait \u00eatre une solution fond\u00e9e sur la blockchain et le cloud, o\u00f9 le partage des donn\u00e9es est facilit\u00e9 tout en restant anonyme.<\/p>\n\n\n\n On peut supposer que les gouvernements peuvent aider \u00e0 faciliter la collaboration?<\/strong><\/p>\n\n\n\n Les r\u00e9gulateurs \u00e9tatiques ont un r\u00f4le important \u00e0 jouer. Ils peuvent inciter les entreprises \u00e0 adopter un comportement responsable. Si l’on continue \u00e0 augmenter les taxes sur les \u00e9missions de CO2 <\/sub>par exemple, les entreprises de transport seront incit\u00e9es \u00e0 collaborer entre elles.<\/p>\n\n\n\n Il semble que les b\u00e9n\u00e9fices de l’optimisation des transports s’\u00e9tendent au-del\u00e0 de l’entreprise qui les met en \u0153uvre?<\/strong><\/p>\n\n\n\n En g\u00e9n\u00e9ral, oui. Bien que l’objectif principal d’une entreprise \u00e0 but lucratif op\u00e9rant dans un environnement concurrentiel soit de r\u00e9duire ses co\u00fbts et d\u2019augmenter ses profits, ces initiatives profitent souvent simultan\u00e9ment \u00e0 la soci\u00e9t\u00e9. Si r\u00e9duire les co\u00fbts de transport par l’optimisation signifie r\u00e9duire le nombre de v\u00e9hicules sur la route, le nombre de kilom\u00e8tres parcourus, et donc les \u00e9missions polluantes, c’est \u00e9galement b\u00e9n\u00e9fique pour la soci\u00e9t\u00e9 et les clients qui obtiennent de meilleurs prix et un meilleur service.<\/p>\n\n\n\n C’est tr\u00e8s gratifiant de travailler sur ce type de probl\u00e8me o\u00f9 l’on peut observer le lien entre le probl\u00e8me, la solution et la vie quotidienne. Nous utilisons les transports tous les jours, nous subissons le stress des embouteillages, nous subissons la pollution et nous demandons \u00e0 quoi pourraient ressembler les syst\u00e8mes de transport de demain lorsque nous les voyons \u00e9voluer tout autour de nous.<\/p>\n\n\n\n Il est tr\u00e8s enrichissant de contribuer \u00e0 l’\u00e9laboration de syst\u00e8mes de transport qui sont b\u00e9n\u00e9fiques pour les entreprises, les consommateurs et la soci\u00e9t\u00e9. Le travail que nous faisons, en nous concentrant sur des cas pratiques, en cr\u00e9ant des prototypes appropri\u00e9s, et en prouvant que les solutions d\u00e9velopp\u00e9es peuvent \u00eatre gagnantes pour tous, aide \u00e0 encourager la participation n\u00e9cessaire pour atteindre la masse critique, et ainsi offrir les meilleurs syst\u00e8mes de transport pour l’avenir.<\/p>\n\n\n\n
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