Reserve logistics and collection of end-of-life technical products - Vehicle routing problems with constraints
Logistique inverse et collecte des produits techniques en fin de vie. Tournées de véhicules avec contraintes
Résumé
This thesis deals with durable household electronic appliances collection. Regarding legislative constraints that force disposal of so-called « ultimate » products from july 2002, recycling appears to be an ecologic and economic promising solution. Economic stability of recycling depends among other things on the costs management and the development of secondary markets, in order to add value on materials, spare parts and recycled products. This perspective leads us to consider the management and the planning of collection, the main supplier of reverse logistics and the responsible of a consequent part of system global costs. Once the principal characteristics of the logistics system are identified, the collection at home keeps our attention, and is modelled as a vehicle routing problem : the « pickup and delivery problem with time windows ». This Operational Research problem is then algorithmly resolved, successively considering the single vehicle and the multiple vehicle cases. Main algorithm is based on probabilistic and deterministic tabu searchs, and give excellent results in terms of execution time and quality. Finaly, a way is shown for easily integrating heuristics in a decision support module of collection operational planning, where the human operator has to define the collection plan to be executed. Module integration is modeled using the unified modelling language UML.
La logistique inverse des déchets techniques encombrants de type blanc ou brun se développe de nos jours afin de répondre aux contraintes législatives fortes qui n'autorisent à partir de juillet 2002 que la mise en décharge des déchets dits « ultimes ». Le recyclage noble apparaît comme une solution prometteuse, économiquement viable et écologique, où la collecte, approvisionneuse exclusive du processus de récupération des déchets, doit être appréhendée et planifiée dans l'objectif de maîtrise des coûts. Après avoir identifié les caractéristiques principales des systèmes de collecte existants, nous nous attardons sur le ramassage à domicile des produits usagés de la population. Afin de pouvoir établir une planification opérationnelle, ce mode de collecte est modélisé comme un problème de routage de véhicules : le problème de chargement et de déchargement avec contraintes de fenêtres temporelles, de précédence et de capacité. Ce problème d'Optimisation Combinatoire est ensuite résolu de manière algorithmique, en considérant successivement le cas d'un véhicule, puis de plusieurs véhicules. La résolution du problème se base sur la recherche tabou et la recherche tabou probabiliste, et fournit des résultats très satisfaisants sur le plan qualitatif et en temps d'exécution. Finalement, nous décrivons, grâce au langage de modélisation unifié orienté objet UML, une manière d'intégrer nos résultats algorithmiques dans un module d'aide à la décision pour la planification opérationnelle de la collecte, où l'opérateur humain est chargé de définir le plan de collecte à exécuter.