CONVENTION DE SUBVENTION N° 09 MT CV 52temis.documentation.developpement-durable.gouv.fr/... · CONVENTION DE SUBVENTION N° 09 MT CV 52!! Groupe Opérationnel 4 du PREDIT!!! RAPPORT

Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement durable et de la Mer en charge des Technologies vertes

et des Négociations sur le climat CONVENTION DE SUBVENTION N° 09 MT CV 52

Groupe Opérationnel 4 du PREDIT

RAPPORT OPENFRET

CONTRIBUTION A LA CONCEPTUALISATION ET A LA REALISATION D’UN HUB RAIL-ROUTE DE l’INTERNET

PHYSIQUE

AVRIL 2010

Prof. Eric Ballot, CGS, MINES ParisTech, Paris, France

Prof. Rémy Glardon, LGGP, EPFL, Lausanne, Suisse

Prof. Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval, Québec, Canada

OpenFret : contribution à la conceptualisation et à la réalisation d’un hub rail route de l’Internet Physique

Mines ParisTech, EPFL -‐ TRACE, Université Laval – CIRRELT 3

Table des matières

1 Introduction _________________________________________________________15

2 Contexte et motivation pour un Internet Physique __________________________16 2.1 Efficacité et inefficacité des opérations logistiques actuelles _____________________________16 2.1.1 Une performance logistique exceptionnelle… ___________________________________________16 2.1.2 Au prix de nombreuses inefficacités _____________________________________________________17

2.2 Proposition d’une nouvelle organisation : l’Internet Physique____________________________19 2.2.1 Un postulat : l’Internet comme métaphore de la logistique ____________________________19 2.2.2 Impacts attendus de l’Internet Physique ________________________________________________21

2.3 Place des TIC dans la logistique et par rapport à l’Internet Physique ____________________22 2.4 Place de l’Internet Physique au sein de la logistique actuelle et future___________________26 2.4.1 Tendances actuelles en Europe dans le domaine de la logistique ______________________26 2.4.2 Evolution du besoin logistique : leçons des exercices de prospective___________________27 2.4.3 Un scénario de substitution progressive en plusieurs phases___________________________28

3 Le concept de l’Internet Physique ________________________________________30 3.1 Présentation de la métaphore : retour sur l’histoire d’Internet ___________________________30 3.1.1 La trajectoire technologique Internet ___________________________________________________30 3.1.2 Une nouvelle logique de communication : les réseaux IP _______________________________32

3.2 Structuration des réseaux logistiques_______________________________________________________34 3.2.1 Topologies actuelles des réseaux de prestations logistiques ___________________________34 3.2.2 La prestation logistique vue dans un Internet Physique : vers un maillage des opérations logistiques ____________________________________________________________________________38

3.3 Structuration des services en couches ______________________________________________________39 3.3.1 Les couches de l’Internet Physique : le modèle OPSI ____________________________________41 3.3.2 Services offerts par les couches de l’Internet Physique _________________________________43 3.3.3 Perspectives de la structuration en couches_____________________________________________43

3.4 Les principes de l’Internet Physique ________________________________________________________46 3.4.1 Principes fondateurs______________________________________________________________________46 3.4.2 Principes d’organisation des opérations de l’Internet Physique________________________47 3.4.3 Principes d’organisation de la démarche Internet Physique ___________________________50

3.5 Limites de la métaphore______________________________________________________________________51 4 Principaux constituants de l’Internet Physique _____________________________53 4.1 Les conteneurs de l’Internet Physique ______________________________________________________53 4.1.1 Intérêt de la conteneurisation systématique et modulaire _____________________________53 4.1.2 Les π conteneurs __________________________________________________________________________54 4.1.3 Description physique des π-conteneurs__________________________________________________55 4.1.4 Description informationnelle des π-conteneurs _________________________________________56 4.1.5 Valeur ajoutée offerte par la flexibilité dimensionnelle des π-conteneurs _____________57

4.2 Les π-‐liens et les π-‐déplaceurs de l’Internet Physique _____________________________________58 4.3 Les π-‐nœuds de l’Internet Physique_________________________________________________________59 4.3.1 Les π-nœuds_______________________________________________________________________________59 4.3.2 Synthèse des fonctions des π-nœuds _____________________________________________________63

4.4 Les π-‐acteurs de l’Internet Physique ________________________________________________________67 4.5 Illustration du fonctionnement sur un exemple ____________________________________________68 4.5.1 Le cas d’application_______________________________________________________________________68 4.5.2 Traitement de la commande _____________________________________________________________68



4.5.3 Le transfert des données entre les couches OPSI ________________________________________69 5 Un élément clé de l’Internet Physique : le routeur Rail-‐Route _________________74 5.1 La multi modalité ferroviaire : un sujet ancien mais aux enjeux nouveaux ______________74 5.1.1 Les solutions actuelles et les points durs de la multi modalité fer route _______________74 5.1.2 Les nouvelles opérations multimodales__________________________________________________77 5.1.3 Les recherches actuelles pour l’utilisation du rail_______________________________________78 5.1.4 L’apport de l’Internet Physique à l’intermodalité rail-route ___________________________80

5.2 Les fonctionnalités d’un π-‐hub : rail-‐route__________________________________________________80 5.2.1 Les services rendus par le π-hub _________________________________________________________81 5.2.2 Typologie des hubs de l’Internet Physique et positionnement du hub rail route ______82 5.2.3 Choix d’un hub rail route _________________________________________________________________84 5.2.4 Concept des flux et organisation _________________________________________________________84

5.3 Illustration d’une conception possible pour un type de routeur rail route ______________86 5.3.1 Design macroscopique du π-hub rail-route _____________________________________________86 5.3.2 Les dimensions de π-conteneurs traitées par le π-hub rail-route ______________________87 5.3.3 Design systématique du π-hub rail-route________________________________________________88 5.3.4 Modes de fonctionnement ________________________________________________________________94 5.3.5 Eléments de performances _______________________________________________________________95

5.4 Extensions possibles du hub _______________________________________________________________ 100 5.5 Synthèse et perspectives pour un hub rail-‐route de l’Internet Physique_______________ 104 6 Conclusion et perspectives_____________________________________________106

7 Références__________________________________________________________108

8 Annexes____________________________________________________________113 8.1 L’initiative de l’Internet Physique _________________________________________________________ 113 8.2 Déroulement intégral d’une opération de déchargement et de chargement de π-‐conteneurs associés à un π-‐train dans un π-‐hub rail-‐route ____________________________________ 115 8.3 Comparaison des modèles OPSI et OSI ____________________________________________________ 124



Table des figures

Figure 1 : représentation schématique d’une chaîne logistique _______________23

Figure 2 : mécanisme de la commutation par paquets___________________________33

Figure 3 : comparaison des topologies des réseaux téléphoniques à gauche et d’Internet à droite d’après (Tanenbaum, 2003) _________________________________________34

Figure 4: exemple de deux prestations de produits d’épicerie pour la grande distribution exécutées indépendamment bien que touchant des clients communs______________35

Figure 5 : superposition d’un ensemble de prestations (non exhaustif) de produits d’épicerie pour la grande distribution________________________________________36

Figure 6 : réseau en étoile du transport express avec un exemple de l’allongement possible des trajets (A vers B) ______________________________________________37

Figure 7 : un exemple de mutualisation des flux sur les données de la Figure 5 avec une réduction de 32% des émissions ____________________________________________38

Figure 8 : un exemple de réseau de prestations logistiques maillées par l’Internet Physique à partir des hubs de la Figure 7 (les nœuds sont donnés à titre d’illustration et sont identiques à ceux de l’étude sur la mutualisation)__________________________39

Figure 9 : communications entre les instances des sept couches du modèle OPSI_____41

Figure 10 : Illustration des couches de l’Internet Physique suivant le modèle OPSI____45

Figure 11 : Répartition possible des tailles de conteneurs par taille et par mode. _____58

Figure 12 : réseau mobilisable pour réaliser les expéditions ______________________70

Figure 13 : routage au départ du point de sourcing 1____________________________71

Figure 14 : échanges d’informations entre routeurs Π sur une liaison fluviale________72

Figure 15 : positionnement de différents hubs uni modaux ______________________83

Figure 16 : le domaine des hubs rail route avec fonctions de composition /et de décomposition __________________________________________________________84

Figure 17 : positionnement du hub rail route retenu ____________________________84

Figure 18 : modèle conceptuel agrégé d’un π-‐hub rail-‐route de base _______________85

Figure 19 : modèle conceptuel d’un π-‐hub rail-‐route de base _____________________86

Figure 20 : illustration macroscopique du π-‐hub rail-‐route _______________________87

Figure 21 : vue du π-‐hub rail-‐route à l’arrivée d’un π-‐train de 25 π-‐wagons au temps 087

Figure 22 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 1-‐minute après l’arrivée d’un π-‐train___89

Figure 23 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 2-‐minutes _________________________90



Figure 24 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 3-‐minutes _________________________91

Figure 25 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 5, montrant l’avance du π-‐train de cinq π-‐wagons pour amorcer une seconde phase opérationnelle________________________91

Figure 26 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 6, montrant le début de la seconde phase opérationnelle, avec déchargement et chargement simultanés ___________________92

Figure 27 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 17, montrant que durant les déchargements et chargements simultanés ont déjà commencé les arrivées de π-‐conteneurs par route à transiter vers le prochain π-‐train entrant _________________92

Figure 28 : état du π-‐hub rail-‐route au temps 24 au départ du π-‐train______________93

Figure 29 : variation de performance en temps d’arrêt d’une rame dans un hub opéré par stackers ____________________________________________________________100

Figure 30 : variation de performance en temps d’arrêt d’une rame dans un hub opéré par convoyage automatisé de l’interface ____________________________________100

Figure 31 : Modèle conceptuel agrégé d’un π-‐hub rail-‐route avec stockage temporaire de π-‐conteneurs ________________________________________________________101

Figure 32 : modèle conceptuel approfondi d’un π-‐hub rail-‐route avec stockage temporaire de π-‐conteneurs ______________________________________________102

Figure 33 : modèle conceptuel agrégé d’un π-‐hub rail-‐route avec stockage temporaire, décomposition et composition de π-‐conteneurs ______________________________103

Figure 34 : modèle conceptuel approfondi d’un π-‐hub rail-‐route avec stockage temporaire, décomposition et composition de π-‐conteneurs ____________________104

Figure 35 : le portail de l’Internet Physique avec deux espaces (public et collaboratif).114



Table des tableaux

Tableau 1 : les couches du modèle OSI de l’Internet Digital et du modèle OPSI de l’Internet Physique _______________________________________________________40

Tableau 2 : illustration des fonctions typiques d’un nœud _______________________66

Tableau 3 : classes de services ______________________________________________70

Tableau 4 : volume de fret pouvant transiter par le hub par le mode ferroviaire _____95

Tableau 5 : nombre de conteneurs maximum pouvant transiter par le hub par jour par le mode ferroviaire en fonction de la longueur du conteneur et avec l’hypothèse de rame avec une seule longueur de conteneur __________________________________96

Tableau 6 : exemples de temps de passage de rames en 4 déplacements, 6 stackers en chargement et 6 en déchargement et avec différents taux de déchargement et différents types de chargement en conteneurs (NA = temps trop long / journée)_____97

Tableau 7 : exemples de temps de passage de rames où les wagons sont déplacés, par 5 dans un hub automatisé à 150 postes ________________________________________99



Avertissements

La proposition faite par les auteurs se fonde sur l’idée originale de Benoit Montreuil de repenser la logistique et le transport comme un Internet : l’Internet Physique.

Ce projet se veut donc une étape dans le développement de l’Internet Physique. Il en résulte que les éléments proposés ici sont des éléments de cadrage et non des spécifications qui restent à construire.

La notion d’Internet Physique utilisée ici ne doit pas être comprise comme un copier-‐coller des solutions techniques d’Internet mais comme la recherche d’analogies et d’applications possibles des principes d’Internet au domaine de la logistique.

Ce rapport est le fruit d’un travail de quatre mois, ce qui est très peu sur un sujet aussi ambitieux, il est donc nécessairement incomplet et pourra se prêter facilement à la critique. Cependant, il se veut avant tout un moyen pour ouvrir le débat et proposer une approche différente de la logistique à une époque où les indicateurs montrent que les solutions et l’organisation actuelles ne sont plus soutenables.



Résumé

Le projet OpenFret explore un concept d’organisation logistique nouveau : l’Internet Physique. Ce concept promeut un système logistique global et ouvert, par l’interconnexion des réseaux d’approvisionnement grâce à un ensemble de standards de protocoles de collaboration, de conteneurs modulaires et d’interfaces intelligentes pour accroit significativement son efficience et sa durabilité. L’Internet Physique est exploré ici suivants plusieurs axes : l’impact sur la topologie des réseaux de prestations logistiques, leur structuration en couches et les interfaces qui en résultent, l’illustration de son fonctionnement, les moyens associés et enfin la forme que prendrait un routeur rail-‐route. Sur l’ensemble de ces axes les explorations menées ont permis de confirmer le potentiel de cette organisation ouverte pour mieux utiliser les ressources tout en maintenant un niveau de service élevé. En particulier au niveau du routeur rail-‐route, un schéma fonctionnel et une modélisation sont proposés pour illustrer une nouvelle forme de plateforme ferroviaire conteneurisée où les flux sont connus et maîtrisé par le routage. Ces travaux seront poursuivis dans d’autres projets en France et en Amérique du Nord pour définir les enjeux précis associés à l’Internet Physique, spécifier son fonctionnement et son modèle économique.

Contributeurs au projet OpenFret

Frédéric Fontane, Mines ParisTech – CAOR, Paris, FRANCE

Driss Hakimi, Université Laval – CIRRELT, Québec, CANADA

Mustapha Lounès, Université Laval – CIRRELT, Québec, CANADA

Christelle Montreuil, Université Laval – CIRRELT, Québec, CANADA

Michaël Thémans, EPFL– Centre de Transport, Lausanne, SUISSE

Michel Bierlaire , EPFL– Centre de Transport, Lausanne, SUISSE

Philippe Wieser, EPFL– LEM, Lausanne, SUISSE





Synthèse des travaux

Le projet OpenFret a étudié la question de la multimodalité (rail-route) pour le transport des marchandises par une mutation de l’organisation logistique dans son ensemble. Cette mutation a pour objectif de passer d’une logistique de marchandises largement fragmentée et dédiée à une logistique de conteneurs modulaires, durables, intelligents et routés dans un système de prestations logistiques universellement interconnectées : un Internet « Physique», en l’occurrence Physical Internet (PI). OpenFret s’inscrit à la pointe d’une initiative de recherche internationale sur la logistique, les systèmes de transport, de manutention et de production, qui inclut actuellement des universités et des entreprises en Europe et en Amérique du Nord. Cette initiative de l’Internet Physique est motivée par le caractère non durable de la logistique sous sa forme actuelle.

Problématique Alors que nos économies modernes ont accru considérablement leur dépendance envers la logistique, son développement apparaît insoutenable au regard de nombreux faits. Donnons trois exemples.

-‐ Une progression exponentielle des flux de marchandises avec une augmentation de l’ordre de 37% des t.km transportées à l’horizon 2025 par rapport à 2005, selon le rapport Fret 2030.

-‐ Un impact environnemental majeur : le transport de marchandises est en passe de devenir l’un des principaux postes d’émission de CO2 en France (14%) et il continue de croitre de l’ordre +23% entre 1990 et 2006 alors que l’objectif global est une diminution de l’ordre de 30% en 2020 et de 80% en 2050 selon les dernières décisions européennes ;

-‐ Un report modal des marchandises en recul en France, du fait d’une divergence accrue entre l’offre de trains complets et les exigences de volume, de flexibilité, de productivité et de ponctualité des chargeurs.

Face à cette situation, les progrès technologiques (motorisation ou autres) ont été ou seront absorbés par la croissance des besoins. Il apparaît cependant une piste au niveau de l’organisation de la logistique. En effet, les prestations logistiques et de transport sont à la fois peu efficientes et utilisatrices de moyens relativement polluants : plus de camion que de train, des camionnettes, etc.

Nous postulons que la situation actuelle résulte du cadre dans lequel se sont organisées les prestations logistiques et qui nous semble devoir être dépassé.

Déroulement de l'étude Le changement de paradigme proposé ici s’appuie sur l’idée que la logistique qui repose aujourd’hui sur des réseaux de prestations en général dédiés devrait être pensée comme



un système de type Internet où les réseaux seraient interconnectés grâce à un cadre de fonctionnement commun facilitant le passage des interfaces. Dans ce cadre les biens sont conteneurisés et, tels les « paquets » d’Internet, sont routés par leur adresse PI vers leur destination en utilisant les moyens de transport, de stockage et de manutention partagés les plus efficaces. Il s’agit donc en développant une suite de protocoles et de standards de conteneurs communicants de se diriger vers une organisation distribuée et ouverte. Le travail mené dans OpenFret a exploré les conséquences de ce changement d’organisation à deux niveaux, celui de la structuration des prestations logistiques : celui des réseaux et de l’organisation et celui d’un « routeur », ici un hub rail-route.

Devant l’ampleur potentielle de ce projet, celui-ci ne peut être qu’international. C’est pourquoi l’équipe de chercheurs d’OpenFret s’est constituée autour d’une équipe en France, en Suisse et au Canada et en lien avec Physical Internet Initiative où sont représentés les pays européens, les Etats-Unis et le Canada avec des ouvertures en cours vers l’Asie.

Résultats Le projet OpenFret a abouti à plusieurs résultats. Un approfondissement du concept de l’Internet Physique et la définition de ses principaux constituants, notamment la structuration des transferts de données et de marchandises sous la forme d’un modèle structuré en couches (Open Physical Systems Interconnection, OPSI) fondé sur le modèle OSI. L’analyse du passage à l’Internet Physique sur la topologie des réseaux de prestations logistiques et la nature des flux (concentration et diminution des t.km), par le passage de réseaux étoilés superposés au réseau maillé comme illustré par la figure suivante (hors flux internationnaux).

La mise en œuvre d’une telle architecture nécessite des hubs multimodaux efficaces. Dans le cadre d’OpenFret, il a été proposé une architecture modulaire pour cet élément clé et la modélisation globale en 3D de son fonctionnement. Ce hub traite les rames de manière séquentielle avec une zone de déchargement suivie d’une zone de chargement et en distinguant un côté Rail-Route et un côté Rail-Rail (vers les rames suivantes) à l’arrière de la figure suivante.



Ce hub rail-route transfère une suite de conteneurs PI de section compatibles avec les conteneurs actuels. Les caractéristiques clés d’un tel hub ont ensuite été déterminées par un modèle analytique à partir d’hypothèses technologiques de temps opératoires entre 45s et 60s, de mix de PI conteneurs et de taux de déchargement. Les résultats s’expriment sous la forme d’un temps de traitement par rame compris entre 15 et 60 min, une longueur de hub (partie active) de l’ordre de 200m à 600m. La meilleure performance étant atteinte pour la solution la plus automatisée et la plus compacte avec plus de 10 000 mouvements de PI conteneurs possibles par jour. Perspectives Les perspectives de ce travail sont multiples et se déclinent aux niveaux français, européen et international. Au niveau français, une simulation des flux de grande consommation en France débute avec en complément des projets au niveau d’un hub. En parallèle, une opportunité de projet coordonné Amérique – Europe est explorée pour définir les standards, sans oublier le lien nécessaire à construire avec l’Asie. Ces résultats ont commencé à être diffusés au niveau national, dans des congrès internationaux, au niveau européen et dans un séminaire dédié de la NSF tenu à GeorgiaTech (USA) en avril 2010.





1 Introduction

Ce rapport est le résultat d’une réponse des auteurs à l’appel à idées : INNOFRET « Conception d'un système de transport de marchandises du futur ». Cet appel à idées appartient au programme de recherche du Groupe 4 PREDIT 4 – GO4 Logistique et transport de marchandises.

L’idée centrale d’INNOFRET est de souligner la nécessité d’un système de transport porte à porte innovant pour dépasser les difficultés actuelles et surtout à venir de la logistique. En filigrane de l’appel à idées, on note les pistes fournies par les possibilités de report modal vers des moyens plus efficaces et plus respectueux de l’environnement en pensant simultanément : technologie, économie et acceptabilité sociale. De ce fait INNOFRET est un projet ambitieux mais également prudent avec un développement progressif en quatre étapes. Ce rapport est conçu comme une réponse à l’étape 2 (la proposition de l’idée correspond à l’étape 1). Il s’agit donc ici d’approfondir les concepts proposés à l’étape 1.

La proposition faite par les auteurs se fonde sur l’idée originale de Benoit Montreuil de repenser la logistique et le transport comme un Internet : l’Internet Physique. Ce projet se veut donc une étape dans le développement de l’Internet Physique.

La motivation pour cette métaphore et ses principaux attendus seront développés pour répondre aux antagonismes de la logistique actuelle dans la partie 2 concept et motivation pour un Internet Physique. La Partie 3 le Concept de L’Internet Physique présente les principes et les concepts qui seront ensuite utilisés pour construire les éléments de l’Internet Physique. Le lecteur souhaitant commencer par des éléments plus concrets pourra sauter cette partie dans une première approche. En partie 4 ces principes seront déclinés sous formes d’éléments de base de l’Internet Physique (tels que les conteneurs, les moyens etc.) mais aussi sa structure et son organisation. Le rapport se concentrera ensuite en partie 5 sur un élément clé du projet OpenFret et de cette nouvelle organisation, l’équivalent d’un routeur TCP/IP, à savoir le hub rail-‐route de l’Internet Physique.

Après les conclusions et perspectives dégagées par cette étape du projet, le lecteur intéressé trouvera en annexe des éléments sur l’organisation de l’Initiative de l’Internet Physique, la comparaison avec le modèle OSI des réseaux, des illustrations 3D du fonctionnement du hub et un glossaire.

Mais pour commencer pourquoi changer de paradigme en logistique et en transport ?

Nota : les éléments de l’Internet Physique ne seront pas abrégés sous l’acronyme IP pour éviter toute confusion avec l’Internet Protocole mais sous le sigle de π ou ∏ pour représenter P.I. : Physical Internet.



2 Contexte et motivation pour un Internet Physique

La logistique est aujourd’hui à la fois très performante mais également très controversée pour les externalités négatives qu’elle génère. Le premier paragraphe pose ce constat avant que le second donne une piste de solution à savoir un changement d’organisation : l’Internet Physique. La phase de transition sera ensuite abordée depuis le contexte actuel, logistique mais aussi des TIC associées, jusqu’à un déploiement massif permettant l’émergence de services logistiques innovants.

2.1 Efficacité et inefficacité des opérations logistiques actuelles

2.1.1 Une performance logistique exceptionnelle…

La logistique actuelle offre dans les pays développés un niveau de service jamais atteint dans l’histoire de l’humanité. Citons quelques exemples pour s’en convaincre. Il est de fait possible de faire livrer un colis ente les grands centres économiques mondiaux en 24h à 48h, de livrer une usine automobile en pièces dans l’ordre exacte de la chaîne de production avec un préavis inférieur à deux heures, de faire venir des teeshirts de Chine pour quelques centimes la pièce ou encore de se faire livrer un ouvrage rare, commandé par Internet, directement à son domicile. On pourrait continuer ainsi la liste de ces services qui n’existaient pas il y a encore peu et dont nos économies modernes sont devenues si dépendantes pour leur croissance et leur fonctionnement même.

Le développement phénoménal de la logistique depuis plus de 50 ans fut favorisé par des facteurs de différentes natures qui se sont combinés et renforcés pour aboutir aux développements actuels. Nous pouvons notamment citer les innovations technologiques dans le transport, les accords commerciaux et l’abondance des ressources naturelles et particulièrement énergétiques. Un premier signal troublant a été perçu avec une première hausse significative du pétrole, impliquant une hausse des coûts de transport, qui pourrait obliger à une révision majeure des structures logistiques actuelles et nécessiter une mutualisation des sites de production, d’exploitation et de transport. Donc même si, de nos jours, le coût du secteur transport reste peu élevé dans la chaîne logistique globale, cela pourrait rapidement changer.

Ce phénomène révèle une vulnérabilité de la chaîne logistique, mais quel est le problème fondamental ?

Nous faisons ici l’hypothèse que le problème se situe précisément dans ces progrès rapides et l’abondance des ressources qui génèrent des inefficacités qui, une fois énoncées en termes concrets comme autant d’indices d’un dysfonctionnement profond de la logistique, permettront d’aborder un changement de paradigme.



2.1.2 Au prix de nombreuses inefficacités

En premier lieu, il convient de souligner que les supports logistiques, pris au niveau élémentaire (palette, carton, caisse en bois,…), sont relativement anciens et peu fonctionnels à une exception notable : le conteneur maritime1 décrit par J. BRADFORD DELONG comme «La boite qui a changé le monde » (DeLong, 2006). En effet, les palettes et les cartons, outils les plus communs, ne sont pas standardisés, protègent assez peu les marchandises tout en pesant assez lourd dans le bilan économique et environnemental sans être totalement adaptés au besoin. Ainsi, la hauteur des palettes est limitée par des contraintes d’ergonomie et le fonctionnement en couches outre l’impact sur les emballages conduit à déplacer de très nombreuses palettes d’un poids unitaire de 27kg. On a alors pour une semi-‐remorque un volume de 80m3 utile où un support et trois couches de palettes Europe représentent déjà 18m3, soit 23% du volume utilisé sans compter les cartons de conditionnement et naturellement les emballages commerciaux !

Cette absence de conteneurisation standardisée est également un frein puissant à une mise en œuvre de solutions plus automatisées de manutention ou de stockage des produits.

Au niveau du transport, et plus particulièrement, du transport routier qui réalise la très grande majorité des tonnes.km en France et en Europe, on constate qu’il est largement sous utilisé pour de multiples raisons : temps d’arrêt, trajets à vide, trajets peu remplis avec ralentissements, tournées, etc. Par exemple, en 2003 McKinnon a réalisé une enquête sur un millier de camions sur 24h pour des produits alimentaires (McKinnon et al., 2003) et dont ils tirent un ensemble d’indicateurs. Une fois ceux-‐ci globalisés par une méthodologie ad hoc (Ballot and Fontane, 2008), on aboutit à une efficacité2 du transport de 11% à 16%3 et ceci hors effet emballage et palette susmentionné ! Faute de données globales, le transport ferroviaire n’est pas évalué mais il est certain, selon nos données, qu’il aurait des résultats inférieurs.

Ce mode de fonctionnement va aujourd’hui à l’encontre des exigences du développement durable concernant les émissions de gaz à effet de serre (GES) qui pèseront particulièrement lourd sur le transport de fret dans les années à venir. En effet, l’objectif est de réduire les émissions de GES de 20% en 2020, et de les diminuer d’un facteur 4 en 2050 (Boissieu, 2006). Le transport routier de marchandises a ainsi produit près de 54 MT de CO2 soit 13,9% des émissions nationales (hors effet de la

1 Malgré le succès indéniable des conteneurs maritimes, il convient de noter qu’ils ne sont pas totalement standardisés l’Amérique du Nord utilisant une taille légèrement différente de l’Europe. 2 La notion d’efficacité est ici comprise comme le rendement réel d’un moyen de transport (considéré comme une machine de production) par rapport à son fonctionnement idéal. 3 Ce chiffre d’efficience globale est obtenu par la méthode du taux de rendement synthétique adaptée au transport. Plus précisément : il s’agit de décomposer l’utilisation de la capacité dans le temps. Ainsi le camion peut être inutilisé en moyenne 28% du temps de la journée, attendre un départ 15%, être en chargement / déchargement 16%, etc. A cela il convient de combiner par une méthodologie appropriée les 19% de trajet à vide, le taux de remplissage, les détours, les congestions, etc. La méthode et les calculs détaillés sont disponibles en utilisant le lien suivant : http://www.box.net/shared/y6koljrqit



biomasse) en 2007 et il est en forte expansion depuis plusieurs décennies (CETIPA, 2009).

Au-‐delà du recours aux énergies propres et renouvelables, de tels objectifs en matière de transport durable nécessitent d’optimiser l’utilisation des moyens (camion, train, entrepôt, espace urbain, etc.), ce qui aura également un effet en retour bénéfique sur les infrastructures existantes. Une meilleure gestion des moyens logistiques actuellement en place permettrait des économies significatives dans le nombre de transactions, induisant des économies énergétiques et un meilleur bilan environnemental.

De manière moins visible, c’est l’organisation même des réseaux logistiques qui génère également des gaspillages par la prolifération des transports intempestifs entre des lieux de production et de stockage souvent dédiés à chaque organisation et générant des allers retours et des attentes pouvant finalement se transformer en obsolescences, donc en rebuts de produits. Le passage par des prestataires, qui pourrait en partie améliorer le fonctionnement de la logistique, le masque partiellement du fait de la difficulté de trouver pour chacun, sur un marché atomisé, des synergies entre clients aux exigences multiples et antagonistes.

Cette fragmentation4 de l’organisation logistique actuelle :

- limite la consolidation des flux (voir les taux d’efficacité des camions, des camionnettes ou des wagons) et la mutualisation des moyens ;

- augmente les détours à travers le fonctionnement en « hub » qui favorise des pointes d’activités et qui conduit à des plateformes surdimensionnées car par rapport à des pointes d’activité (voir 3.2.1 la topologie des réseaux logistiques) ;

- empêche le report multimodal vers des moyens de transport lourds tels que les trains ou les navires qui sont également les moyens de transport qui rejettent le moins de CO2 par t.km (Joumard, 1999) ou (ADEME, 2007a) ;

- augmente la saturation des infrastructures mais aussi participe à la congestion des zones habitées au premier rang desquelles on trouve les villes où le problème devient de plus en plus critique (Patier, 2002) ;

- constitue un frein puissant à la mise en œuvre d’innovations pour la logistique tant celle-‐ci est constituée d’un assemblage d’équilibres et d’optimisations locales et donc précaires où le changement peut alors être vu comme un saut important et donc fort peu probable (Bontekoning and Priemus, 2004).

4 Il existe cependant des exceptions aux niveaux des transports internationaux maritimes et aériens et de quelques accords de services entre intégrateurs et entre opérateurs de la messagerie.



Pour plus de détail sur le caractère insoutenable de la logistique actuelle, on pourra se reporter au manifeste de l’Internet Physique (Montreuil, 2009) dont ce paragraphe reprend les éléments principaux ainsi qu’aux contradictions pointées dans le rapport PROSPECT (Colin and Bardin, 2007). On retiendra de ce paragraphe certes sommaire que le modèle de développement de la logistique, bien qu’il ait été extrêmement bénéfique pour ses usagers, arrive aujourd’hui à des limites qui nécessitent de le repenser, dans le sens d’une meilleure organisation ainsi que d’une transition par rapport aux pratiques actuelles.

2.2 Proposition d’une nouvelle organisation : l’Internet Physique

La proposition de réorganisation de la logistique qui va être présentée ici se fonde sur une métaphore : celle de l’Internet.

La métaphore, du grec μεταφορά (metaphorá, au sens propre, transport), est une figure de style fondée sur l'analogie et/ou la substitution. C'est un type particulier d'image sans outil de comparaison qui associe un terme à un autre appartenant à un champ lexical différent afin de traduire une pensée plus riche et plus complexe que celle qu'exprime un vocabulaire descriptif concret5.

2.2.1 Un postulat : l’Internet comme métaphore de la logistique

Fondamentalement l’Internet est l’interconnexion entre réseaux informatiques d’une manière transparente pour l’utilisateur qui permet la transmission de données sous la forme de paquets aux formats standardisés (datagrammes) à travers des équipements hétérogènes respectant les protocoles TCP/IP.

L’Internet, un temps présenté comme une métaphore des autoroutes de l’information où chaque élément d’information circule de manière autonome, a été une rupture dans la manière de concevoir les réseaux de télécommunication et a débouché in fine sur une révolution dans les usages qu’il n’est pas besoin de décrire ici.

Tout comme nos sociétés bénéficient aujourd’hui d’un accès transparent à l’information, nous avons également besoin d’une irrigation logistique très fine et performante sans pour autant pouvoir y associer une consommation exponentielle de ressources.

Nous faisons ici l’hypothèse que le retournement de cette métaphore peut être extrêmement fructueux pour repenser la logistique !

5 http://fr.wikipedia.org/wiki/Métaphore



Il s’agit donc, sans nier les différences fondamentales entre les données et les marchandises, de proposer sur la base du modèle de l’Internet une vision progressive, extensive et durable à même de remédier aux problèmes associés à la manière dont nous déplaçons, manipulons, stockons, approvisionnons, réalisons et utilisons les biens au niveau mondial (Montreuil, 2009).

Considérons en effet, les solutions ou les prestations logistiques actuelles comme un ensemble de réseaux. On constate alors immédiatement que ceux-‐ci sont hétérogènes, pas ou très peu interconnectés et que l’équivalent du datagramme, c’est-‐à-‐dire le conteneur de 20ft ou de 40 pieds est quasi cantonné à un usage (le transport maritime) et porte très peu d’information pour son acheminement notamment, à la différence de l’entête du datagramme IP.

Considérons maintenant que les marchandises soient encapsulées dans une série de conteneurs. L’Internet Physique a alors pour mission le déplacement, le routage, le stockage et la gestion des flux de conteneurs de la manière la plus efficace possible, en les acheminant, les composant ou en les décomposant, en les synchronisant suivant les besoins et les technologies de transport, de manutention ou de stockage.

Sans en faire une description détaillée qui sera proposée au paragraphe 3 portant sur le concept de l’Internet Physique, on constate que la métaphore peut avoir du sens mais qu’elle devra démontrer sa pertinence en proposant à la fois une amélioration de performances déjà élevées mais surtout en démontrant sa capacité à être plus durable que les solutions actuelles en proposant une meilleure efficacité globale.

Soyons clair nous proposons ici de faire un raisonnement par analogie et en aucun cas de faire une simple transposition des solutions qui n’aurait pas de sens tant beaucoup d’élément concrets séparent le monde de la logistique de celui de l’information. En d’autres termes un copier-‐coller des solutions technologiques d’Internet ou des télécommunications, d’ailleurs très différentes suivant les pays et les opérateurs n’est pas envisagées. Il n’est donc pas question ici d’envisager d’utiliser le protocole TCP/IP pour acheminer des conteneurs de marchandises et à accepter en conséquence de remplacer ceux égarés ou détruits. Nous ne parlons pas d’informatique ou de télécommunication mais de prestations logistiques.

Dès lors, il s’agit de se poser la question de l’intérêt à utiliser des techniques de routage, certainement spécifiques, pour transporter des marchandises dans des réseaux « compatibles » ouvrant de nombreuses routes alternatives et s’appuyant des outils et des moyens logistiques qu’il ne s’agit pas de remettre en cause mais qu’il convient ici de regarder différemment et d’aider à interconnecter.

En effet, il nous paraît intéressant de garder les principes de base de l’interconnexion des réseaux par l’IP et de leurs corolaires l’encapsulation des données et un système d’adressage unifié. En effet, nul ne peut nier les progrès qui ont été accomplis dans ce domaine en transport des données quelles qu’en soient leurs natures (voix, fichier, etc.) et les progrès qui restent à accomplir pour mieux interconnecter les réseaux de prestations logistiques.



Ce qui est donc en jeu ici, au-‐delà des différences marchandises et données, c’est l’interconnexion de réseaux avec les enjeux et les défis techniques qui l’accompagne.

2.2.2 Impacts attendus de l’Internet Physique

Dans son acceptation la plus large le déploiement d’un Internet Physique correspond à un bouleversement de la logistique du même ordre que la transformation qui a été opérée en matière de télécommunication depuis près de 30 ans.

Le déploiement d’un Internet Physique a deux objectifs principaux :

- d’une part le dépassement des contradictions actuelles liées à l’organisation de la logistique et

- d’autre part de fournir un cadre renouvelé et stimulant pour l’innovation.

Le premier impact appelé est celui d’un changement profond de l’organisation de la logistique, du transport, de la manutention etc. par la conteneurisation complète du fret favorisant l’interopérabilité et ouvrant la voie à une bien meilleure utilisation des ressources de transport et de stockage permettant ainsi le dégagement de marges sur des infrastructures critiques. De la même manière que la réservation d’une ligne téléphonique en mode connecté ne permettait pas de garantir un bon usage des lignes car la bande passante était utilisée même en l’absence de transmission de données, le fait de dédier un moyen de transport ou de stockage à un client pour une prestation est loin d’optimiser ces ressources et l’usage fait des infrastructures. Concrètement cette organisation ouverte et en réseau vise à favoriser :

- le passage de la marchandise6 au conteneur (une marchandise dans un conteneur);

- une meilleure utilisation des modes de transport et des moyens, ce qui a un impact économique mais aussi environnemental certain par la réduction significative des moyens et des émissions à fret constant ;

- la rupture de charge par son optimisation du fait de la standardisation des conteneurs permettant une automatisation et une approche de l’inter modalité d’une manière efficace ;

- un changement de topologie des réseaux de prestation logistique du « multi étoilé » au « maillage » ;

- un découplage entre service et moyens employés. Le second impact visé correspond à une stimulation de la recherche et de l’innovation dans le domaine des services logistiques mais aussi des conteneurs de la manutention, de la mise en rayon, de la livraison à domicile, du conditionnement, des couples produit service. Parmi les innovations attendus :

6 La notion de marchandises s’entend comme « tous biens licites appréciables en argent susceptibles d’être l’objet de transactions commerciales » (Arrêt CJCE, Commission c/ Conseil, 1968).



- l’ajout d’étiquettes informatiques permettant d’ajouter de l’ « intelligence » au mouvement des conteneurs ;

- une stimulation de l’innovation dans la définition « ouverte » de conteneurs et des moyens de manutention ;

- la définition d’algorithmes de routage adaptés aux objets physiques en lieu et place des problèmes de transport ;

- un meilleur fonctionnement des chantiers intermodaux du fait de la transmission d’information à l’avance sur les opérations à entreprendre ;

- le développement de nouveaux modèles économiques ; - la restructuration des prestataires 3PL et des transporteurs ; - le retour sur la conception des produits : compression, décompression,

dématérialisation et rematérialisation par transfert de droits et de composants clés, etc.

2.3 Place des TIC dans la logistique et par rapport à l’Internet Physique

La métaphore de l’Internet sur des éléments physiques ne signifie pas que les technologies de l’information en sont excluent. Bien au contraire, l’Internet Physique s’appuiera largement sur les TIC pour en tirer le meilleur parti du fait de l’interconnexion physique des prestations logistiques.

Les technologies de l’information et de la communication (TIC) sont déjà devenues un facteur critique de succès des stratégies industrielles et logistiques. Comme le souligne Philippe Pierre Dornier (Dornier and Fender, 2003), le concept de gestion de la chaîne logistique ouvre une nouvelle dynamique de développement pour la logistique en proposant un cadre de travail à trois facettes :

-‐ Un mode de traitement très intégré des flux depuis les approvisionnements jusqu'à la distribution physique. En cela, le concept n'est pas révolutionnaire.

-‐ Une instrumentation de la gestion intégrée des flux grâce aux technologies de l’information qui tiennent compte de ce chaînage sous ses aspects stratégique, tactique et opérationnel.

-‐ Une reconfiguration nécessaire de l'organisation logistique, des métiers et de la pratique quotidienne des activités de gestion des flux.

Le deuxième point souligne bien l’une des idées fondamentales des approches contemporaines de la gestion de la chaîne logistique, à savoir, que l’on peut améliorer le service à la clientèle tout en diminuant les coûts en remplaçant une partie des stocks de matières premières, d’encours et de produits finis ainsi que plusieurs manipulations de ces produits par de l’information fiable et à jour sur l’état et les besoins du système industriel et logistique. Ce postulat n’est pas étranger à l’émergence d’une offre pléthorique liée aux TIC (produits, services) spécifique à la gestion logistique. C’est pourquoi, si l’on souhaite aborder la question des TIC, il est préférable de le faire selon la typologie suivante :

-‐ les systèmes informatiques et télématiques, -‐ les infrastructures et les standards d’échange de données -‐ les applications industrielles et commerciales.



D’un point de vue chaîne logistique, on s’intéresse plus, en général, aux deux derniers niveaux. En effet, le premier niveau est du ressort des spécialistes en informatique et en télécommunications ; de ce fait, il n’est pas essentiel que le logisticien le maîtrise parfaitement. Néanmoins, comme ce niveau est directement lié à la spécification des architectures de traitements, de données et de communications du système, il importe de tenir compte des volumes de transactions à traiter, des temps de réponse nécessaires pour fonctionner efficacement, de la précision requise dans les saisies et les échanges électroniques de données, des volumes de données à mémoriser, de l’intégrité des bases de données… Il s’agit d’un préalable quant au bon fonctionnement de la dimension informationnelle de la chaîne logistique.

Si l’on considère une représentation schématique d’une chaîne logistique de la grande consommation, présentée en Figure 1, on peut intuitivement identifier les besoins minimaux en TIC pour assurer une gestion élémentaire de cette chaîne :

-‐ au niveau de chaque maillon de cette chaîne, il faut d’une part pouvoir identifier les articles qui y sont traités (unités consommateur, unités logistiques,…) et d’autre part mettre en œuvre des applications à même de gérer ces articles en fonction de l’activité affectée au maillon considéré ;

-‐ entre chaque maillon, il faut pouvoir échanger des données de manière ascendante et descendante et avoir des applications à même de communiquer entre elles.

Figure 1 : représentation schématique d’une chaîne logistique

Les infrastructures et les standards d’échange de données sont au cœur des communications entre partenaires commerciaux. Ils incluent trois technologies de base : la codification des produits et des emballages, le symbolisme des codes à barres ou via un tag RFID et l’Echange de Données Informatisé (EDI).

En fait, l’EDI fournit le moyen de transmettre de grandes quantités de données transactionnelles entre partenaires, les codes d’identification donnent une signification à ces données et les codes à barres ou tag RFID permettent d’attacher des données à des biens physiques. Pour que ces technologies soient efficaces, elles doivent naturellement s’appuyer sur des standards internationaux.



Toutefois, il reste à surmonter plusieurs obstacles à une utilisation plus étendue et sans rupture des TIC dans la logistique du transport des marchandises, notamment l'insuffisance de la normalisation dans les échanges d'informations inter sectorielle, et les compétences inégales des acteurs du marché dans l'utilisation des TIC (Ballot and Fontane, 2009). Les prescriptions légales peuvent également freiner l'utilisation des TIC. En outre, la sûreté des données et les questions liées à la vie privée doivent être aussi prises en compte.

Néanmoins, les technologies avancées d'information et de communication (TIC) peuvent apporter une contribution capitale à la co-‐modalité en améliorant la gestion des infrastructures, du trafic et des flottes, en facilitant le suivi et le traçage des marchandises sur les réseaux de transport et en améliorant la connexion des entreprises et des administrations. Ainsi, la Commission des Communautés Européennes (European Commission, 1997), dans sa communication7 de 2008, sur la logistique du transport de marchandises, mentionne le concept de « fret en ligne » et évoque la vision d'un flux d'informations électronique « sans papier » associant le flux physique des marchandises à un sillage virtuel s'appuyant sur les TIC qui : « comporte la capacité à assurer le suivi et le traçage des marchandises tout au long de leur acheminement, quel que soit le mode de transport, et à automatiser l'échange de données relatives au contenu à des fins réglementaires et/ou commerciales, sachant que ces opérations seront rendues plus commodes et moins coûteuses par des technologies telles que l'identification par radiofréquence (RFID) et l'utilisation future de système de localisation par satellite type Galileo » (European Commission, 2008). Les « marchandises » devraient être identifiables quel que soit le mode de transport.

Tout cela implique donc la mise en place d'interfaces normalisées dans les divers modes de transport et leur interopérabilité : une interconnexion universelle.

L’architecture des systèmes est un élément clé lorsque différentes organisations souhaitent coopérer autours de systèmes d’informations. Si l’on regarde le marché du fret, une architecture de transport commune est nécessaire si l’on souhaite dépasser les problèmes de manque d’interopérabilité et de compatibilité des systèmes. C’est à cette condition que selon (Giannopoulos, 2004), il est possible d’obtenir une compatibilité et une consistance de l’information délivrée aux utilisateurs finaux à travers différents medias, et d’avoir une meilleure intégration et une meilleure coordination des services.

Plusieurs initiatives ou démarches prospectives par mode ont été initiées dans ce sens du développement d’architecture pour les Systèmes de Transport Intelligents (STI). Ainsi, on peut mentionner, la mise en œuvre d'un système pour l'échange d'informations des navires vers la terre, de la terre vers les navires et entre toutes les parties, à l'aide de services tels que SafeSeaNet, LRIT (Long-‐range Identification and Tracking -‐ systèmes d'identification et de suivi des navires à grande distance) et AIS (Automatic Identification System -‐ système d'identification automatique) qui devront

7 Cette communication est une révision du livre blanc publié en 2001 sur le transport marchandise en Europe à l’horizon 2010.



permettre à terme une navigation et une logistique maritime plus sûre et plus rapide qui améliorera l'intégration de ce mode de transport dans la chaîne modale.

Le déploiement de systèmes tels que RIS (River Information Services – systèmes d'information fluviale), ERTMS (European Rail Traffic Management System -‐ système européen de gestion du trafic ferroviaire), TAF (Telematic Applications for rail Freight -‐ applications télématiques pour le fret ferroviaire) et VTMIS (Vessel Traffic Management and Information Systems -‐ systèmes de gestion et d'information du trafic des navires) atteste des progrès accomplis dans les autres modes de transport.

Dans le transport routier, en revanche, force est de constater la lenteur du déploiement des STI censés faciliter une meilleure gestion des infrastructures et des opérations de transport. Une stratégie de déploiement cohérente pour les STI, intégrant les exigences particulières du transport routier, notamment en ce qui concerne les systèmes de navigation, les tachygraphes numériques et les systèmes de suivi, pourrait contribuer de manière notable à des changements concrets dans la chaîne logistique.

Cependant, il n’existe pas un cadre européen commun pour l’interconnexion entre la route et les autres modes de transport.

C’est dans ce contexte que s’est développé le projet Freightwise8 (www.freightwise.info) dont l’objectif est la fourniture d'un cadre pour l'interopérabilité des SI pour le transport des marchandises en Europe. Ce système de gestion pour le transport multimodal intelligent, est un projet intégré du 6ème PCRD Européen dont l’objectif est de consolider trois secteurs liés au transport :

-‐ les gestionnaires de transport: chargeurs, transporteurs, opérateurs et agents, -‐ les gestionnaires d’infrastructure et de trafic: réseaux ferrés, routiers,

gestionnaires de la voie d’eau et du secteur maritime, -‐ les administrations: douanes, régulateurs notamment pour les matières

dangereuses et la sécurité. Clairement ce projet cherche à soutenir le transfert de marchandises de la route vers le transport multimodal (route, rail, voie d’eau et cabotage maritime) et de rendre plus efficaces les opérations de transport. Les promoteurs de ce projet (Källström et al., 2003) ont fait l’hypothèse que ces objectifs seront atteints en améliorant la gestion du transport ainsi qu’en facilitant l’accès à l’information et à sa circulation entre tous les acteurs de la chaine de transport, qu’ils soient publics ou privés, grands ou petits et quels que soient les secteurs d’activité et les modes de transport.

Bien que l’échéance de ce projet soit en avril 2010, il est difficile aujourd’hui de tirer des enseignements de « Freightwise Framework », à savoir, une architecture générique de gestion de transport multimodal, a priori, basée sur les résultats de projets Européens de R&D antérieurs ainsi que sur les travaux réalisés par différents pays au travers de démonstrateurs. Cette architecture cadre présente les relations entre les transport users, les transport service providers, les transport regulators et les 8 Le consortium de ce projet est constitué de 55 participants dans 14 pays avec 9 démonstrateurs.



traffic managers mais sans préciser réellement ce qui en fait une innovation majeure du transport marchandise en Europe et surtout ce qui démarque cette architecture d’une bourse en ligne du fret ! Par ailleurs, l’aspect physique de l’interconnexion fondamentale dans l’économie du transport n’est pas traité dans ce projet.

Partant du constat que la plupart des biens sont encore mouvementés sans un support d’information pertinent, entrainant ainsi des processus inefficaces et une information déficiente entre les acteurs de la supply chain, des recherches ont été entreprises au niveau du concept de marchandises « intelligentes » dans le cadre du projet Euridice (www.euridice-‐project.eu). Les enjeux liés à ce projet sont la possibilité pour les marchandises de s’identifier par elle-‐même, d’être détectées quel que soit le contexte, de suivre son état, de reconstituer son itinéraire et, pourquoi pas, de générer son propre comportement.

Aujourd’hui peu de personnes s’intéressent vraiment à « l’intelligence » de la marchandise, parce que les opérateurs ont déjà toutes les données dont ils ont besoin. L’intérêt essentiel est donc la traçabilité. Le besoin de traçabilité est le plus fort chez le propriétaire de la marchandise (celui qui la reçoit en définitive, pour l’utiliser ou la transformer). Il décroît sensiblement selon la suite suivante : logisticiens (évaluation de la chaîne de transport), Autorités (reconstitution ponctuelle), transporteurs, opérateurs de terminaux (la marchandise ne fait que passer). Cependant, c’est aussi dans les terminaux qu’elle se perd ou qu’elle se vole. D’où l’expérience menée à Trieste de détection de conteneurs et de marchandises par RFID. Dans le cadre de ce projet, les promoteurs de ce projet rappellent que malgré le développement des TIC, 62% des informations sont encore traitées à la main et 50% sont traitées par le téléphone ou par mail. Cela montre les marges de progrès possibles.

On doit donc noter que malgré le développement de beaucoup d’initiatives originales, il reste donc beaucoup de travaux à mener afin de définir une normalisation relative aux flux d'informations afin de garantir l'intégration et l'interopérabilité des modes au niveau des données et d'établir une architecture de données ouverte et robuste dédiée aux besoins de la logistique. C’est-‐à-‐dire dans la plupart des activités logistiques au niveau de l’unité logistique (le conteneur ou autre), et non au niveau de la marchandise, et pour une finalité d’amélioration de la logistique : son interopérabilité.

2.4 Place de l’Internet Physique au sein de la logistique actuelle et future

2.4.1 Tendances actuelles en Europe dans le domaine de la logistique

On constate un certain nombre de tendances, dont certaines sont contradictoires. D’une part, on assiste à une centralisation de l’organisation de la logistique dans les centres de distribution européens et régionaux, et, d’autre part, on voit apparaître une décentralisation à la suite de la saturation du réseau routier européen, pour permettre aux entrepôts locaux ou aux entreposages tampons de répondre rapidement aux exigences de la clientèle. Une autre tendance nette est l’externalisation des activités logistiques, sous la forme de l’achat, par les expéditeurs, de services logistiques multifonctionnels à des fournisseurs de services extérieurs



(tels que des fournisseurs de logistique externalisée). Au cours des dernières années, cette coopération entre expéditeurs et fournisseurs de services s’est inscrite davantage dans le long terme, et a été combinée à un niveau d'intégration élevé dans les structures d'organisation et l'informatique. En outre, lorsqu’elles optimisent leurs chaînes d'approvisionnement, les entreprises de l’UE reconnaissent de plus en plus qu’il existe des alternatives concurrentielles aux transports routiers. Les grands transporteurs, par exemple, fournissent des services logistiques globaux intégrant plusieurs modes, car cela leur procure un avantage de coût concurrentiel.

Les décisions logistiques sont également influencées par d’autres facteurs, parmi lesquels on peut citer des considérations environnementales, telles que la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre, la sécurité de l’approvisionnement énergétique et la localisation des entreprises. Tous ces facteurs ont des effets considérables qui vont au-‐delà des transports eux-‐mêmes, par exemple sur le plan des investissements, de l'emploi et de l'utilisation des terres (European Commission, 2006).

La logistique est donc prise dans un mouvement d’externalisation mais sur des schémas qui restent encore largement à définir compte tenu des contradictions pointées et des incertitudes sur l’avenir.

2.4.2 Evolution du besoin logistique : leçons des exercices de prospective

La question de l’évolution du besoin en logistique est une question centrale pour les décideurs publics pour des décisions d’investissement en infrastructure ou en recherche et sur le plan de la législation et de la réglementation. Il existe donc plusieurs travaux au niveau français qui explorent les futurs possibles du fret.

Un premier travail a été réalisé au CRET-‐LOG « Quel(s) futur(s) pour quelles organisations logistiques ? PROSPECT » (Colin and Bardin, 2007). Celui-‐ci part de méthodes d’enquêtes pour établir des contextes sociaux qui servent de cahier des charges à la logistique. Ce cahier des charges montre un antagonisme entre une demande de proximité (magasin ou domicile) qui remet en cause les solutions actuelles de massification et un contexte économique associé à une pression environnementale. Ce rapport s’il ne remet pas en cause la poursuite de l’externalisation de la logistique indique également les limites de la coopération des donneurs d’ordres avec les prestataires plus qualifiées de coopérations locales que de stratégies collectives. Ce rapport pointe donc un oxymoron majeur pour la logistique dans les 25 années à venir et fournit quelques pistes pour « desserrer l’étau » : la renégociation du compromis prix service à la baisse et une ségrégation des flux avec des logiques différentes (local, grand import) et (produit service, moindre coût).

Un second travail résulte d’un groupe d’Experts mandaté par le PREDIT, programme de recherche du Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire. Ce rapport « Perspectives Fret 2030 » explore un horizon à la fois proche mais pour lequel des changements structurels deviennent possibles (Duong and Savy, 2008).



Ce rapport s’intéresse finalement à deux hypothèses pour deux grandes variables qui croisées fournissent quatre scénarios 2030 en plus du prolongement tendanciel à 2025. La première variable concerne la croissance de la demande en transport et fait l’hypothèse de son couplage à la croissance économique (S1 et S2) ou non (S3 et S4). La seconde variable concerne le mode de régulation de l’activité, soit minimal par l’économie et les innovations technologiques adoptés « spontanément » (S1 et S3), soit fort pour favoriser un report modal (S2 et S4). Les quatre scénarios qui en découlent (S1 « firme mondiale », S2 « régulation par l’économie », S3 « petites Europes » et S4 « Peak Oil ») s’inscrivent naturellement dans des contextes industriels, technologiques, sociaux et économiques contrastés mais tous montrent :

-‐ une croissance forte du trafic fret total de 314 Gt.km (2002) à [419,469] Gt.km (2030) ;

-‐ des reports modaux difficiles et au cœur des enjeux avec une part fluviale marginale et une part ferroviaire entre 11% et 23% ;

-‐ des restructurations de schémas logistiques majeurs induits par le contexte et les hypothèses testées.

Les auteurs de ce rapport, s’ils s’inscrivent en grande partie dans les leviers mentionnés (restructuration des réseaux, impact des technologies de l’information, localisation des activités, régulations, etc.) souhaitent néanmoins indiquer que la performance actuelle est atteinte malgré un faible rendement du système, ce qui implique qu’un changement d’organisation permettrait d’améliorer le rendement et de découpler les services logistiques rendus du travail fourni (Gt.km) et ainsi proposer une perspective pour dépasser l’oxymore pointé dans le rapport PROSPECT. C’est cette perspective qui est ici explorée ainsi que, très succinctement, la phase de transition.

2.4.3 Un scénario de substitution progressive en plusieurs phases

La courte description de la situation actuelle montre en fait de très nombreuses initiatives intéressantes qui traitent la logistique de différentes manières et depuis des points de départ distincts.

Par rapport à ces initiatives, l’Internet Physique peut apparaître comme une innovation en rupture dont la mise en place pourrait être problématique ou lointaine. Ici encore le déploiement de l’Internet fourni un cadre. En effet, l’Internet s’est créé sur des infrastructures existantes et en substitution de modes de télécommunication de données existants en apportant une solution robuste puis des services innovants.

Dans le cas de l’Internet Physique, il est visé un cadre intégrateur dans lequel on peut imaginer trois phases non disjointes de diffusion progressive.

1. Utilisation au mieux des infrastructures existantes : par sa capacité à consolider des flux et à les router sur des moyens adaptés (camion ou train), les utilisateurs de l’Internet Physique pourraient bénéficier d’une efficacité de transport sur des axes donnés. En dehors de ces axes, la logistique traditionnelle peut reprendre les flux de la même manière qu’une marchandise conteneurisée pour un transport sur un porte conteneur ;



2. Coopération et interfaçage avec les solutions traditionnelles : de la même

manière que les conteneurs maritimes peuvent être utilisés pour des transports terrestres jusqu’à des usines ou des centres de distribution. Les conteneurs de l’Internet Physique pourraient localement utiliser des moyens ou des prestataires traditionnels pour une partie de leur acheminement afin de commencer à assurer des services de bout en bout.

3. Ouverture de nouveaux services : une fois que l’interconnexion des réseaux est suffisante, on peut imaginer la mise en place de services innovants : - La conteneurisation permet ainsi leur stockage dans des lieux non dédiés à

une entreprise permettant des déploiements de produits vers les clients de manière inédite tant en terme de stockage que de manipulation ou de mise à disposition des clients ;

- La conteneurisation et le développement d’interfaces spécifiques permettraient ainsi de ne transporter que des éléments essentiels du produit qui pourrait ainsi être constitué au plus près du consommateur tout en garantissant l’intégrité du produit et les droits du fabriquant de ses éléments essentiels. Les solutions de différentiation retardée, de co-‐packing, ou de co-‐manufacturing trouveraient alors dans l’Internet Physique des supports de développement inédits ;

- La standardisation des conteneurs associée à l’idée de mieux utiliser les moyens de transport, en premier lieu la voiture, peut ici encore donner des perspectives à des initiatives aujourd’hui difficiles à mettre en œuvre comme le transport de marchandises dans des voitures de particuliers (Carpool, 2009).

Le plus probable est néanmoins que des innovations non envisageables à ce jour naissent du fait du changement de paradigme, tout comme le web, le clavardage, le streaming, les réseaux sociaux, etc. n’étaient pas véritablement prévus ni anticipés.



3 Le concept de l’Internet Physique

Afin d’exploiter au mieux la métaphore, nous commencerons par revenir sur ce qu’a été le développement de l’Internet et comment s’est déroulée la mise en œuvre de la commutation de paquet TCP/IP.

Cette partie nous permettra alors d’aborder la structuration des réseaux d’information et de faire un parallèle avec les réseaux de prestations logistiques et la forme que ces réseaux pourraient prendre dans le cadre de l’Internet Physique. Cette structuration topologique n’est pas la seule manière de représenter et de structurer les réseaux, la seconde correspond à la structuration en couche des services, aussi connu sous le nom de modèle OSI. Son pendant sera développé ici pour l’Internet Physique.

Après ces vues topologiques et fonctionnelles de l’Internet Physique nous développeront de manière plus conceptuelle, les principes fondateurs et d’organisation de l’Internet Physique. Ces principes visent à orienter la suite de la conception de l’Internet Physique et cela constituera notre troisième partie.

Enfin, avant de nous intéresser au chapitre 4 aux constituants de l’Internet Physique, nous regarderons les limites de cette métaphore car le fret ne peut pas être assimilé à une donnée.

3.1 Présentation de la métaphore : retour sur l’histoire d’Internet

3.1.1 La trajectoire technologique Internet

Internet est un cas exemplaire de la diffusion « spontanée » d’une innovation dans un environnement extrêmement sélectif. Dans ce cadre, cette innovation était à l’époque en rupture avec les méthodologies de l’industrie du téléphone, notamment en considérant les informations sous forme de datagrammes qui utilisent des protocoles comme TCP/IP, dans un environnement sélectif qui se résume à un grand nombre de réseaux locaux (Local Area Networks ou LAN) interconnectés et d’ordinateurs personnels exploitant ces réseaux locaux et leur interconnexion.

Durant les années 80 et 90, plusieurs technologies ont tenté de capturer l’explosion du marché des réseaux d’interconnexion. Or, c’est l’expérience originale ARPA d’architecture de réseau de données, qui, sans étude de marché ni plan d’affaires, est devenue de facto la solution à l’interconnexion comme le montre le succès Internet.

Kavassalis, Solomon et Benghozi considèrent l’architecture réseau ARPA comme un nouveau modèle d’apprentissage pour les infrastructures de communication (Kavassalis et al., 1996). En fait, ARPA représente une approche de résolution de problème totalement nouvelle, structurée autour de deux concepts clés.

Premièrement, le modèle ARPAnet a développé une technique d’utilisation en multiplexe de réseaux interconnectés existants. Auparavant, les applications allaient d’un point à un autre point, ARPAnet permet d’aller d’un point à une



multitude d’autres points. Le modèle ARPA représente une distinction radicale du concept d’intégration et d’application sur une même infrastructure physique. C’est de cette hypothèse que le protocole IP (Internet Protocol) a émergé. Ce protocole permet d’adresser sur des réseaux interconnectés un datagramme sur lequel plusieurs services peuvent s’appuyer, en ce sens c’est une méthode uniforme. Pour simplifier ce propos, il faut comprendre que les opérateurs de télécommunication voulaient faire voyager sur un même support plusieurs services avec leurs propres protocoles. Alors que les technologies IP font voyager tous les services sur le même protocole.

Le deuxième concept clé d’ARPA réside dans le fait que le réseau doit continuer à fournir des services de communication malgré les interruptions de lignes. Cette vision du réseau implique que les informations soient rassemblées au niveau du point d’arrivée. Il n’y a plus de ce fait la nécessité de stocker les informations sur un serveur centralisé pour les répliquer par la suite au niveau des utilisateurs. Techniquement, le datagramme IP garantit la survie pendant la transmission, alors que le protocole TCP (Transmission Control Protocol) gère la fiabilité des informations et les caractéristiques de délai. Ainsi TCP et IP sont contenus sur deux couches différentes. TCP représente la base sur laquelle les multiples applications (FTP, e-‐mail, etc.) sont construites à partir d’algorithmes et IP est la couche supérieure qui permet le transit des informations.

C’est ainsi qu’en janvier 1983, l’approche protocolaire TCP/IP est adoptée comme un standard pour ARPANET. En 1988, le NSFNET voit le jour et utilise aussi la suite TCP/IP. A ce moment une masse critique est atteinte et Internet émerge en tant que « réseau des réseaux ». L'Internet, tel que l’on connaît aujourd’hui, a reposé à ses débuts sur une juxtaposition de réseaux de niveaux différents :

- Des réseaux continentaux servant de support à tous les autres réseaux (Ebone et Europanet pour l'Europe, MCInet, SPRINTlink, ANSnet-‐AOL et CERFnet aux Etats-‐Unis). L'interconnexion des différents réseaux supranationaux se fait, soit grâce à des organismes chargés de mettre en œuvre l'échange de trafic entre grands réseaux (Global Internet eXchange -‐ GIX), soit directement, par des accords d'échange direct entre opérateurs. Une telle démarche permet une croissance de « proche en proche », souple et décentralisée ;

- Des réseaux de desserte ayant leur propre dynamique de développement, pouvant eux-‐mêmes être organisés en plusieurs strates : par exemple Renater en France et sa vingtaine de réseaux régionaux, ou les réseaux de fournisseurs d'accès internationaux, tel Oléane, qui opérait sa propre liaison transatlantique et raccordait lui-‐même ses différentes plates-‐formes d'accès européennes par liaisons spécialisées ;

- Des fournisseurs d'accès régionaux qui desservent leurs abonnés au moyen de plates-‐formes d'accès reliées aux réseaux téléphoniques locaux, interconnectées à l'Internet à travers des réseaux régionaux, voire leur propre réseau ;

- des réseaux fermés, internes ou propriétaires, donnant l'accès à l'Internet à leurs abonnés (services en ligne du type America on Line ou Compuserve), ou fonctionnant sur la base des outils de compatibilité de l'Internet (« Intranet » d'une entreprise, accompagné éventuellement d'une passerelle sécurisée



(firewall) vers l'Internet) ; ces réseaux ne font pas partie intégrante de l’Internet, dans la mesure où leur interconnexion ne conduit pas nécessairement à acheminer le trafic général du réseau.

En définitive, la structure du réseau Internet est décentralisée, très répartie, et l'on a pu ainsi le dénommer " le Réseau des réseaux" ; les différents acteurs interagissent en permanence pour gérer la croissance du trafic de façon optimale et utiliser au mieux les ressources du réseau.

3.1.2 Une nouvelle logique de communication : les réseaux IP

A ce stade, face à cette nouvelle approche de réseau, il est important de présenter les logiques de transport de l'information que sont les protocoles, les adresses et les noms.

Le fondement de l'Internet est un langage de communication numérique (TCP/IP: Transmission Control Protocol over Internet Protocol) capable de faire passer sur tout type de réseau des données numériques, d'un envoyeur identifié vers un destinataire identifié.

L'Internet est constitué d'un ensemble de liaisons (réseaux téléphoniques, réseaux et liaisons spécialisés par fil, par fibre optique ou par satellite), de nœuds et de réseaux, qui constituent un maillage mondial par lequel transitent les communications entre les points terminaux.

Lorsqu'une communication est établie entre deux points, le message numérique à transférer est découpé en paquets avant d'être envoyé sur le réseau ; chaque paquet y transite de façon autonome, mais porte l'adresse au format IP du destinataire, et à chaque nœud, un routeur lit la destination et le retransmet sur les liaisons qui le rapprochent de la destination finale.

Ces routeurs se réfèrent aux tables de routage qu'ils mettent régulièrement à jour entre eux sur le réseau et à la connaissance instantanée qu'ils peuvent avoir de l'état du réseau et des liaisons qui le composent. Ainsi, deux paquets successifs peuvent emprunter deux chemins différents selon les variations de l'état du trafic et des liaisons (rupture ou saturation d'une liaison, etc.) ; le message est reconstitué chez le destinataire à partir du réassemblage des paquets reçus.

C'est là la principale différence entre les communications sur l'Internet et les communications téléphoniques classiques : pour ces dernières, le réseau téléphonique établit, après que l'utilisateur ait tapé le numéro du destinataire, une liaison permanente qui restera active jusqu'au raccroché de l'une des deux extrémités. Ceci garantit une communication en temps réel, si l'on oublie les retards apportés par les éventuels tronçons satellitaires, mais la ressource n'est pas utilisée de manière optimale, puisque la consommation est la même quelle que soit la densité d'information véhiculée.

Sur l'Internet en revanche, la communication va emprunter une succession de liaisons dont aucune n'est réservée au début de la communication (à l'exception



éventuellement de l'appel téléphonique entre l'abonné et le fournisseur d'accès). Chaque paquet est envoyé au nœud suivant en prenant place dans une file d'attente qui reçoit tous les paquets devant suivre la même direction. La figure 1 présente ce mécanisme de fonctionnement assez simple, qui doit être adapté aux communications qui requièrent du temps réel (téléphone, vidéo en ligne). Les évolutions futures des protocoles TCP/IP seront à même d’intégrer des mécanismes de réservation de capacité et de priorité pour ces nouveaux services (protocole IPV6).

Figure 2 : mécanisme de la commutation par paquets

De plus, si l'envoyeur et le destinataire connaissent a priori le point de départ et le point d'arrivée du message, et éventuellement le premier point d'accès au réseau, ils ne connaissent pas le chemin emprunté, car les paquets de données n'en gardent pas la mémoire. Certes, il existe des logiciels permettant de connaître la route suivie par des paquets, mais ils nécessitent une mise en œuvre spécifique.

Inversement, les seuls points par lesquels transite nécessairement l'intégralité du contenu d'un message, en dehors des points terminaux, sont les points d'accès des usagers au réseau, la plate-‐forme d'interconnexion du fournisseur d'accès.

Les machines qui se connectent au réseau Internet ont une adresse IP qui peut être permanente, ou bien une adresse IP attribuée par le fournisseur d'accès pour la durée de la session de raccordement. Dans ce dernier cas, la traçabilité de la connexion s'arrête chez le fournisseur d'accès, mais ce dernier sait qui il raccorde.

Alors que la révolution du numérique s'est faite sans pour autant s'accorder sur une seule et même norme de transmission. Ainsi, bien que relevant de la transmission numérique, un téléphone GSM, un lecteur CD ou une chaîne de télévision ont peu de points communs. L'avènement du réseau Internet et de ses protocoles, le TCP/IP et le HTTP permet pour la première fois d'observer, sur un même réseau, la coexistence de la téléphonie, de la transmission d'image et de données.

De ce fait, il représente une matérialisation du terme de convergence, utilisé aujourd’hui, pour désigner le rapprochement des industries des télécommunications, de l'audiovisuel et de l'informatique. Même s’il est assez difficile d’en trouver une



définition exacte, au point que l'on peut se demander s’il n'existe pas différents niveaux de convergence.

Ce rapprochement de services ou de plateformes autour de la transmission d'un signal numérique entraîne nécessairement un rapprochement des industries, des usages, et des réseaux. L’Internet est le moteur principal et symbolique de la convergence.

3.2 Structuration des réseaux logistiques

Au niveau de la logistique, et bien que peu visible, la structure des réseaux joue aussi un rôle fondamental sur la performance et les services qui pourront y être associés.

Pour analyser les réseaux logistiques, il est intéressant de revenir aux réseaux de données et à leur classification suivant le type de liaison entre les hôtes : en boucle, en étoile, maillé,…

Figure 3 : comparaison des topologies des réseaux téléphoniques à gauche et d’Internet à droite d’après (Tanenbaum, 2003)

Cette structuration offre une approche pour examiner comment sont structurés les réseaux de prestations logistiques. En particulier, il est intéressant de constater que la structuration des services logistiques de bout en bout de type messagerie ou intégrateur (FedEx, DHL, La Poste,…) repose sur une topologie de réseau proche des réseaux commutés en étoile, à la grande différence des réseaux maillés.

3.2.1 Topologies actuelles des réseaux de prestations logistiques

Nous distinguerons ici quatre types de topologie de réseaux : prestation classique (fournisseur vers clients par exemple), messagerie ou express, mutualisation et Internet Physique.

3.2.1.1 La prestation logistique classique Les prestations logistiques sont des opérations réalisées pour un client à partir d’une ou plusieurs plateformes logistiques (entrepôt, cross dock ou centre de distribution)



vers des clients finaux ou d’autres plateformes logistiques. Même si celles-‐ci sont très fréquemment confiées à des prestataires (3PL), ces opérations sont quasi systématiquement réalisées indépendamment des autres. La Figure 4 donne deux exemples de telles prestations chacune entre un entrepôt industriel et un ensemble de centres de distribution de leurs clients de la grande distribution. En prolongement les mêmes schémas existent en amont depuis les usines ou localement en aval vers les magasins.

Figure 4: exemple de deux prestations de produits d’épicerie pour la grande

distribution exécutées indépendamment bien que touchant des clients communs

Si l’on superpose les prestations de quelques fournisseurs importants, on obtient la vue des flux représentés par Figure 5. Outre l’aspect complètement enchevêtré des flux de prestations, on remarque néanmoins qu’il existe de nombreux flux qui suivent des voies extrêmement proches bien qu’appartenant à des prestations indépendantes. Pour des flux de ce type Mc Kinnon a montré que les taux de remplissage des camions sont de l’ordre de 69% de la surface sol soit 53% du poids admissible (McKinnon et al., 2003). Ces résultats s’expliquent à la fois par les exigences des clients en terme de fréquences de livraison mais également par le caractère très fragmenté des opérations logistiques excluant toute consolidation.



Figure 5 : superposition d’un ensemble de prestations (non exhaustif) de produits d’épicerie pour la grande distribution

L’extension du réseau à l’amont et à l’aval montrerait également des trajets avec des détours significatifs pour une part majeure des flux comme dans le cas suivant des prestations intégrées.

3.2.1.2 La prestation intégrée : poste, messagerie ou express Les réseaux de messagerie ou des transporteurs reposent sur des réseaux souvent centralisés avec un fonctionnement en « hub and spoke » où le fret est collecté puis concentré sur une station de collecte locale, de cette station le fret est envoyé vers un premier hub (régional ou national) où il sera concentré vers un hub de niveau supérieur si nécessaire.

Ce fonctionnement bien connu est illustré par la Figure 6. Cette figure montre notamment un des points faibles de ce type de réseau à savoir la possibilité de trajets plus longs que ceux exécutés directement comme dans le cas précédent. Un facteur deux de rallongement des trajets peut être retenu en première approximation sur ce type de réseau9.

Il offre en outre des fréquences élevées et des délais courts mais au prix d’un dimensionnement de l’activité sur la pointe (fenêtre de tri serrée). Voir par exemple, (Packiarajah et al., 2006) pour une synthèse des atouts mais aussi des limites de cette organisation.

9 Une simulation de type Monte Carlo sur une surface carrée donne 2.16 pour des couples origines destinations uniformément répartis et 1.91 pour des couples origines destinations normalement distribués à partir du barycentre de la surface où est situé le hub central.



Figure 6 : réseau en étoile du transport express avec un exemple de l’allongement possible des trajets (A vers B)

Un travail de recherche a étudié le positionnement des hubs ferroviaires au niveau européen (Jeong et al., 2007) et arrive à des conclusions intéressantes en termes de prix ou de services mais sans que la topologie du réseau ne soit développée et tout en mentionnant les détours inéluctables.

3.2.1.3 La prestation logistique mutualisée : une tentative de coordination des schémas logistiques

La prestation logistique proposée par les réseaux en étoile ne répondant pas aux besoins des flux des clients industriels du fait des volumes importants manipulés sur chaque liaison, un schéma alternatif est apparu ces dernières années : la mutualisation ou pooling. Ce schéma cherche à coordonner les flux lors de leur définition de manière à obtenir les avantages de la concentration des flux tout en restant dans une organisation de réseau au plus près des intérêts des participants.

Cette organisation montre des gains significatifs par rapport aux prestations classiques. Par exemple il a été montré un gain en émissions de CO2 de l’ordre de 20% en restant sur des moyens routiers et de 50% en intégrant des trajets ferroviaires tout en conservant ou augmentant les fréquences de livraison (Ballot and Fontane, 2010) et (Pan et al., 2010) ou (Badoc et al., 2009).



Figure 7 : un exemple de mutualisation des flux sur les données de la Figure 5 avec une réduction de 32% des émissions

3.2.2 La prestation logistique vue dans un Internet Physique : vers un maillage des opérations logistiques

La topologie d’un réseau de type Internet Physique est très différente des prestations logistiques actuelles dans le sens où il ne repose pas sur logique de concentration, elle-‐même difficile dans le cas de la logistique, mais sur une logique de maillage.

La Figure 8 illustre ce que pourrait être la topologie d’une organisation de logistique maillée. D’un point de vue fonctionnel, tous les points du réseau sont connectés dans tous les cas (Figure 5 à Figure 8) mais :

1. le nombre des flux dans chaque cas montre la fragmentation des opérations actuelles ;

2. le cas de Figure 7, s’il présente des flux regroupés, montre également des détours considérables.



Figure 8 : un exemple de réseau de prestations logistiques maillées par l’Internet Physique à partir des hubs de la Figure 7 (les nœuds sont donnés à titre d’illustration

et sont identiques à ceux de l’étude sur la mutualisation)

Même si ces cas demandent des études plus poussées pour mesurer leurs performances respectives, en associant des protocoles de fonctionnement des opérations, la topologie du réseau interconnecté montre déjà un potentiel de concentration des flux avec de faibles détours. On trouve d’ailleurs une étude d’une organisation en réseau approchante dans un travail de Bas Groothedde et al. (Groothedde et al., 2005). Ce travail montre sur un périmètre restreint (Rotterdam Amsterdam) une baisse de 20% des coûts logistiques pour des produits de grande consommation avec l’utilisation de barges et de camions.

La topologie présentée même si elle ne préjuge pas des moyens finalement employés permet d’envisager des reports modaux vers des moyens lourds au vu des flux en présence et ce sans perte de délai.

3.3 Structuration des services en couches

En complément de la structure physique des réseaux, l’autre élément qui joue un rôle fondamental dans le développement des services sur les réseaux est la structuration en couches. Cette structuration est parfois décrite comme inadaptée pour Internet qui n’y répondrait pas, modèle 3 couches. Par contre, il est intéressant de connaître ce modèle car il apporte une structure fournissant un support de réflexion important.

À la base, l’Internet Digital structure ses services en sept couches en fonction du modèle de référence d’interconnexion de systèmes ouverts OSI (Wikipedia, 2010b) proposé par l’Organisation Internationale de Normalisation (ISO, 1994). Nous proposons qu’il en soit de même pour l’Internet Physique. Nous introduisons ainsi le modèle de référence d’interconnexion de systèmes physiques ouverts (OPSI, Open Physical System Interconnection). Similairement à son pendant digital OSI (Open



System Interconnexion) (réf. 1), le modèle OPSI est ainsi une description abstraite aidant au design de protocole de réseaux de flux de biens physiques, incluant notamment leur approvisionnement, leur manutention, leur réalisation (production, assemblage, finition, etc.), leur stockage ou leur transport.

Le modèle OPSI propose les sept couches suivantes : (1) physique, (2) liaison, (3) opérations de réseau, (4) routage, (5) expédition, (6) logistique et (7) web d’approvisionnement. Le Tableau 1 contraste ces sept couches avec celles du modèle digital OSI. On y remarque la volonté ferme de coller à la logique de base du modèle OSI tout en s’adaptant aux réalités du monde physique. Ainsi les couches 1, 3, 4 et 5 portent exactement les mêmes noms. La couche 2 du modèle OPSI s’intitule simplement Liaison plutôt que Liaison de données dans le modèle OSI (Wikipedia, 2010a). Les niveaux 5 à 7 prennent des appellations plus près de l’applicatif de flux de biens physiques.

Couche Internet Digital Internet Physique 1 Physique -‐ Physical Physique-‐ Physical 2 Lien de données – Data Link Liaison -‐ Liaison 3 Réseau -‐ Network Réseau -‐ Network 4 Transport -‐ Transport Transport – Transport 5 Session -‐ Session Expédition – Shipment 6 Présentation-‐ Presentation Logistique – Logistique 7 Application -‐ Application Web d’approvisionnement – Supply

Web Tableau 1 : les couches du modèle OSI de l’Internet Digital

et du modèle OPSI de l’Internet Physique

Comme dans le modèle OSI (Wikipedia, 2010b), une couche du modèle OPSI est une collection de fonctions conceptuellement similaires qui fournissent des services au niveau supérieur et reçoivent des services du niveau inférieur. Dans le modèle OPSI, ces services peuvent être offerts par des logiciels, des automates ou des humains (directement ou par l’entremise d’une interface logicielle), ou encapsulés dans des organisations. À chaque niveau, une instance fournit des services aux instances du niveau supérieur et requiert des services des instances du niveau inférieur, en accord avec des protocoles verticaux (N/(N-‐1)). Les instances d’un même niveau font de même entre elles à l’aide de protocoles horizontaux (N-‐N). La figure ci-‐après illustre les relations inter-‐couches du modèle OPSI.



Figure 9 : communications entre les instances des sept couches du modèle OPSI

3.3.1 Les couches de l’Internet Physique : le modèle OPSI

Dans cette section nous introduisons l’essence des couches du modèle OPSI, sans entrer dans ses détails ni dans les services et protocoles standards qui devront être mis en place, ce qui fera l’objet de futures projets de l’Initiative de l’Internet Physique. L’idée de ce paragraphe est d’asseoir les bases.

Les services des couches du modèle OPSI permettent d’exploiter les moyens physiques et organisationnels de l’Internet Physique. Les sept couches de base du modèle OPSI sont décrites ci-‐après.

3.3.1.1 Couche physique La couche physique se charge de mouvementer des éléments physiques. Elle définit le mouvement d’un moyen (conteneur, transport, manutention,…) pour lequel il existe de manière sous-‐jacente une continuité d’infrastructure de circulation du moyen entre les points de départ et d’arrivée. La couche Physique s’assure de l’uniformisation des interconnexions physiques de l’Internet Physique. Elle définit les spécifications physiques (mécaniques, pneumatiques) et électriques des moyens tels que les π-‐conteneurs, des π-‐transporteurs, des π-‐convoyeurs, des π-‐trieurs et ainsi de suite. Elle spécifie notamment aux plans fonctionnels et dimensionnels les aménagements et positionnements relatifs des points d’arrivée et de départ, les mécanismes de préhension et les mécanismes d’interloquage. Elle procède au monitoring des moyens, visant à détecter et corriger les dysfonctionnements physiques des moyens.



3.3.1.2 Couche liaison La couche Liaison fournit les moyens fonctionnels et procéduraux assurant le mouvement de π-‐conteneurs le long d’un lien d’un π-‐nœud à un autre de l’Internet Physique. Elle permet notamment de détecter les possibles dysfonctionnements sur un lien, tel qu’un segment de route bloqué, un π-‐conteneur perdu, un π-‐conteneur inconnu, la perte d’intégrité d’un π-‐conteneur, et potentiellement les corriger.

3.3.1.3 Couche opérations de réseau La couche opération de réseau procure les moyens fonctionnels et procéduraux pour assurer l’acheminement d’ensembles de π-‐conteneurs d’un point d’expédition à un point de réception via un ou plusieurs π-‐réseaux en respectant la qualité de service requise par la couche Transport. C’est à ce niveau que sera défini le protocole d’acheminement dans l’Internet Physique.

3.3.1.4 Couche routage La couche Routage procure les moyens fonctionnels et procéduraux pour transférer de manière efficace et fiable un ensemble de π-‐conteneurs entre un expéditeur et un destinataire final. Cette couche contrôle la fiabilité des transports de π-‐conteneurs. Elle définit la composition et la décomposition de π-‐conteneurs, l’affectation et le contrôle des flux de π-‐conteneurs dans les réseaux, ainsi que le contrôle des erreurs de transport. C’est le niveau de définition du protocole de routage dans l’Internet Physique.

3.3.1.5 Couche expédition La couche Expédition procure les moyens fonctionnels et procéduraux pour contrôler le bon déroulement des expéditions entre expéditeurs et destinataires finaux. Elle établit, gère et solde l’expédition entre l’expéditeur et le destinataire final. Elle définit le type de service rendu (normal, express, aérien, etc. ) et assure la gestion des accusés de réception. Elle établit les procédures de monitoring, de vérification, d’ajournement, de terminaison et de réacheminement des expéditions.

3.3.1.6 Couche logistique La couche Logistique procure les moyens fonctionnels et procéduraux pour contrôler le déploiement logistique des π-‐conteneurs d’un client à travers les multiples π-‐nœuds et π-‐liens de l’Internet Physique. Elle permet de faire le lien entre les décisions d’approvisionnement et de déploiement de produits prises à la couche supérieure Web d’Approvisionnement. Elle transpose les décisions de mouvement et de stockage de produits en décisions de commandes de mouvement et de stockage de π-‐conteneurs, affectant notamment les unités de produits aux π-‐conteneurs. Elle fait le monitoring et la validation des habilités, des capacités, des prix et des performances des π-‐nœuds et des π-‐moyens, et le statut des contrats signés et des π-‐conteneurs déployés. C’est une couche où se situent certaines opérations EDI/EPCIS actuelles.

3.3.1.7 Couche Web d’approvisionnement La couche Web d’Approvisionnement est à l’interface entre l’Internet Physique et les gestionnaires des clients. Elle procure les moyens fonctionnels et procéduraux permettant à ces derniers d’exploiter l’Internet Physique afin de pouvoir prendre



leurs décisions d’approvisionnement, de réalisation et de déploiement dynamique de flux de produits (matériaux, pièces, modules, produits finis, etc.) à travers un web d’approvisionnement global ouvert (open global supply web). L’expression des besoins, la programmation des flux, l’établissement des contrats, la définition des rendez-‐vous, etc., font partie de cette couche. Elle fait le monitoring des contrats, des stocks, des mouvements, des habilités et des capacités des acteurs, s’appuyant sur une synchronisation informationnelle avec la couche Logistique. C’est à cette couche que résident la vaste majorité des logiciels de gestion des chaînes d’approvisionnement, de gestion logistique, de gestion des opérations et de gestion des ressources d’entreprise. Les applications logicielles de cette couche sont hors du modèle de service OSI, mis à part son interconnexion avec la couche Logicielle.

3.3.2 Services offerts par les couches de l’Internet Physique

La structuration en couches permet de structurer les services offerts à chaque niveau comme l’illustre Figure 10 : Illustration des couches de l’Internet Physique suivant le modèle OPSI.

Cette structuration montre de plus, qu’à ce jour, on peut envisager d’aller vers une « intelligence » des conteneurs avec des structures de contrôle largement distribuées. Les couches de service de la Figure 10 se mettent alors en œuvre chez chaque utilisateur de l’Internet Physique mais également de manière plus ou moins élevée à chaque nœud pour assurer le routage et le suivi des conteneurs.

3.3.3 Perspectives de la structuration en couches

Cette première approche néglige les infrastructures et on peut légitimement se poser la question de l’insertion de celle-‐ci dans l’Internet Physique. En, effet si dans les réseaux informatique un fil ou une fibre restent des éléments simples et encore largement dépourvus « d’intelligence ». On peut envisager, pour faire le lien avec d’autres travaux et renforcer l’efficacité du système, un ajout de couches physiques allant des supports des conteneurs (véhicules ou moyens de manutention communicants) à l’infrastructure elle-‐même (route « intelligente » ou automatisée notamment mais aussi infrastructure de tri ou de stockage « intelligente ») pour avoir une meilleure représentation de leur état et ainsi réguler les trafics, choisir les itinéraires, etc.

Ces couches devraient et recevraient d’ailleurs des services à plusieurs couches non physiques comme celles de l’acheminement et du routage pour chercher un équilibre entre leur utilisation et les performances des prestations qui les utilisent. Par exemple, un hub en fonction de son niveau de saturation ou une route en fonction du trafic seraient en mesure de communiquer ces informations de manière à mettre à jour les données de temps de traitement ou d’arrivé et ce fonction du moyens spécifiquement employé. En effet, un réseau logistique doit pouvoir tirer parti de la rapidité de l’information par rapport au temps nécessaire aux opérations logistiques pour anticiper, réguler et contrôler. Toutes choses qui sont plus difficile à mettre en œuvre dans Internet ou information sur le réseau et informations transportées ont des vitesses de transmissions comparables.



La question n’est donc pas de savoir si une infrastructure intelligente, au sens large des moyens de transport et des routes, est un complément intéressant, elle l’est. Mais s’il faut inclure ou non celle-‐ci dans un modèle d’interconnections en couches. La solution présentée ici, se veut donc une première approche qu’il conviendra de compléter d’une manière qui reste à définir.



Figure 10 : Illustration des couches de l’Internet Physique suivant le modèle OPSI

Ces éléments de structuration de l’Internet Physique, nous permettent maintenant de proposer des principes.



3.4 Les principes de l’Internet Physique

De manière à assurer un plein développement harmonieux de l’Internet Physique livrant les gains importants de performance durable visés, il est proposé que sa conceptualisation et sa réalisation s’appuient sur treize principes, dont cinq principes fondamentaux et huit principes d’organisation. Les deux sous-‐sections suivantes présentent ces principes.

3.4.1 Principes fondateurs

Trois grands principes fondateurs sous-‐tendent la conceptualisation et la réalisation de l’Internet Physique. Ils ont une portée large et une grande profondeur. Ils sont des balises à ne jamais perdre de vue.

1. Principe d’instrumentalité a. La métaphore de l’Internet Physique n’est pas une fin en soi, mais

plutôt un instrument, moyen, un catalyseur, aidant à permettre de repenser et de transformer la façon dont on transporte, manutentionne, stocke, approvisionne, réalise et utilise les biens physiques, dans une visée d’amélioration significative et durable de la performance tant économique, sociétale qu’environnementale de ces activités. C’est notamment l’efficience économique autant qu’environnementale, la fiabilité et la résilience des flux et des réseaux qui sont en jeu.

b. La métaphore de l’Internet Physique ne doit pas devenir un ghetto intellectuel fermé et contraignant. Elle doit plutôt être inspirante, rassembleuse, porteuse. Il ne faut surtout pas hésiter à en repousser les limites, à explorer, à innover.

2. Principe de responsabilisation

Le potentiel d’amélioration de performances économiques, écologiques et sociétales de l’Internet Physique est issu avant tout des concepts novateurs à la base de sa réalisation. Cependant, il ne pourra être entièrement matérialisé que si les acteurs s’engagent à l’utilisation responsable des méthodes et des infrastructures selon les trois directions suivantes : a. Il revient aux utilisateurs et aux exploitants de concevoir, implanter et

utiliser l’Internet Physique afin de contribuer à l’amélioration de performance durable. L’Internet Physique fournit un cadre, une infrastructure, une architecture, mais en bout de ligne, ce sont les utilisateurs qui, en l’utilisant au mieux, font la différence dans l’augmentation durable de performance

b. Il revient aux utilisateurs de faire en sorte que leurs activités chargent le moins possible les moyens de l’Internet Physique, par exemple à travers le déploiement de leurs actifs et de leurs produits, ainsi qu’à travers la conception de leurs produits et services pour minimiser la perte d’espace et minimiser les productions, déplacements et stockages physiques.

c. Il revient aux exploitants (prestataires logistiques, fournisseurs de technologies, etc.) de viser à contribuer toujours au mieux à la quête de



gains de performance durable, notamment en termes d’efficience, de fiabilité et de résilience des flux et des réseaux. C’est leur responsabilité de s’engager à améliorer et afficher ouvertement leurs performances, leurs capacités et leurs habiletés (ex: temps de transit, tolérance des dysfonctionnements locaux).

3. Principe de métasystémisation

a. L’Internet Physique doit être considéré dans une perspective de méta système, d’un système de systèmes entrelacés à multiples couches.

b. Il faut à la fois prendre des perspectives microscopique et macroscopique, dosant par exemple entre la perspective du bien physique, de l’équipement, d’une installation, d’un réseau, d’une entreprise, et ainsi de suite. Les macro systèmes et les microsystèmes sont tout aussi importants.

4. Principe d’ouverture a. L’Internet Physique doit être fondamentalement ouvert, tant dans sa

conceptualisation, sa réalisation, son exploitation que dans son utilisation.

b. C’est un système distribué, opéré par une multitude d’exploitants interagissant de façon ouverte, sans liens de contrôle organisationnels fermés. Ultimement, il n’existerait plus nulle part sur la planète de réseau logistique (au sens large) dédié par un opérateur à un donneur d’ordre.

5. Principe d’universalité a. L’Internet Physique doit être conçu et considéré dans une perspective

planétaire globale, avec une présence locale universelle. b. Il ne doit pas être pensé indépendamment par régions, industries ou

groupes d’entreprises, mais doit en être imprégné afin de générer des solutions à forte valeur ajoutée durable pour les régions, les industries et les groupes d’entreprises.

3.4.2 Principes d’organisation des opérations de l’Internet Physique

S’appuyant sur les principes fondateurs, huit principes d’organisation guident l’ensemble des intervenants dans leur contribution à la conception, à l’élaboration, à l’implantation, à l’exploitation et à l’amélioration continue de l’Internet Physique.

1. Principe d’interconnectivité a. L’interconnectivité universelle des éléments de l’Internet Physique est

une visée fondamentale et continue pour tous ses intervenants, dont les fournisseurs de technologie, les prestataires de services et les utilisateurs.

b. Cette interconnectivité fonctionnelle est illustrée par les conteneurs de l’Internet Physique qui exploitent une interface standardisée



permettant leur transfert par tout type de moyen de transport, de manutention ou de stockage habilités pour l’Internet Physique. Il est visé que cette standardisation favorise le développement de moyens de plus en plus adaptés. Il en résulte une indépendance avec les solutions de transport, de manutention et de stockage et leur éventuelle automatisation.

2. Principe d’uniformité a. Les éléments de l’Internet Physique sont aussi fonctionnellement

uniformes que possible. Ils se distinguent par des configurations particulières d’aptitudes, de capacités et d’offres de service, exploitant des fonctions définies de façon aussi uniforme que possible. Il en est de même des protocoles qui doivent être aussi génériques que possibles afin d’éviter leur multiplication à outrance et de favoriser une simplicité d’utilisation.

b. L’uniformité s’applique aussi aux multiples réseaux de l’Internet Physique, lesquels sont conceptuellement équivalents, même s’ils opèrent à des échelles distinctes. Ainsi un réseau à l’intérieur d’un centre opérationnel d’une installation sur un site particulier est équivalent sur le plan conceptuel à un réseau intercontinental.

3. Principe d’accessibilité

a. Les services des éléments de l’Internet Physique sont accessibles à tous par défaut. Il en est de même pour l’information dynamiquement renouvelée à propos de leurs aptitudes, leurs capacités et leurs performances de service.

b. Il peut cependant exister des restrictions d’aptitude et de capacité, liées au service, à la sécurité ou à des usages privés ou restreints, par exemple associées à des réseaux privés virtuels mis en place dynamiquement pour des approvisionnements particulièrement critiques.

4. Principe d’unicité

a. Les adresses de l’internet Physique de chaque expéditeur et de chaque destinataire sont uniques. Celles-‐ci spécifient une interface avec l’Internet Physique et non une organisation ou un lieu géographique fixe. C’est la résolution de l’adresse qui permet de localiser géographiquement l’interface spécifiée.

b. Tout conteneur de l’Internet Physique se voit attribuer lors de son assemblage un identifiant unique. C’est à travers cet identifiant qu’il est reconnu, suivi et adressé dans son cheminement dynamique à travers l’Internet Physique.

5. Principe d’encapsulation

a. Le contenu d’un conteneur y est encapsulé et l’Internet Physique n’interagit nullement avec ce contenu, se limitant à manipuler les conteneurs habilités pour l’Internet Physique et à interagir avec eux à



travers leurs interfaces mécaniques (référence, préhension), électriques si nécessaire, ainsi qu’informationnelles.

b. L’encapsulation du contenu participe à la sécurité des biens par la banalisation extérieure du conteneur et la vérification de l’intégrité du conteneur.

6. Principe d’agentification a. Chaque conteneur de l’Internet Physique est un agent proactif

autonome, doté de facultés de mémoire, de calcul et de communication, notamment à travers les technologies connectives telles le RFID et les GPS, ainsi qu’à travers l’Internet Digital. Il peut ainsi être en relation avec son propriétaire, avec le prestataire logistique en ayant la responsabilité, les divers prestataires responsables des éléments de l’Internet Physique à travers lesquels il se déplace et séjourne, ainsi qu’avec les agents logiciels les représentant. Ce principe peut notamment être utilisé pour transmettre la classe de matière dangereuse dans les codifications ADR, RID, OACI ou IMDG suivant le mode.

b. Le conteneur interagit également avec tout produit qu’il contient s’il est lui-‐même agentifié et que le conteneur a reçu la permission pour ce faire par le propriétaire du produit. Cette interaction est restreinte au conteneur et à son contenu et n’est pas prise en compte explicitement par l’Internet Physique dont les éléments n’interagissent pas avec ce contenu. On peut cependant imaginer, à titre d’exception, pour certaines classes de matières dangereuses que leur nature même soit transmise de manière sécurisée aux opérateurs pour gérer les effets de seuil, les placer ou les router de manière spécifique. Cette interaction conteneur-‐contenu résulte en une possibilité d’accès à des données du contenu pour l’expéditeur ou les ayants droits permettant notamment de gérer l’intégrité du contenu et la traçabilité. Par exemple, le conteneur garde la mémoire des ouvertures et des fermetures et permet des fonctions de suivi et de traçabilité évoluées.

7. Principe de contractualisation a. Un conteneur de l’Internet Physique est nécessairement couvert par au

moins un contrat auquel est attaché entre autres un mode de rémunération des opérateurs.

b. Par sa nature physique, l’Internet Physique ne peut prendre en compte un conteneur que si il est à tout moment pris en charge par un de ses opérateurs suivant un contrat prédéfini et mis en œuvre par un événement de l’Internet Physique tel un début ou une fin de déplacement, de transit ou de stockage.

8. Principe de certification a. L’internet Physique s’appuie sur des certifications de ses ressources

(conteneurs, SI, routes, villes, port, manutention, etc.), de ses



protocoles, de ses processus et de ses fournisseurs de solutions et services. Ces certifications focalisent à la fois sur les aptitudes acquises et démontrées et sur les performances réalisées une fois les entités mises en service. Elles sont dynamiques, renouvelées régulièrement. Elles sont aussi à multiples niveaux, allant de ceux de base aux plus évolués. Elles sont enfin à multiples facettes. Par exemple, une facette de certification peut être associée à la sécurité des conteneurs ou au traitement de conteneurs aux caractéristiques spécifiques, dont ceux contenant des matières dangereuses.

3.4.3 Principes d’organisation de la démarche Internet Physique

La démarche de l’Internet Physique telle qu’elle peut être pensée a priori repose avant tout sur un mécanisme d’adhésion à des principes et aux normes qui en découlent et un libre développement des solutions et des technologies. Tout comme l’utilisation de l’Internet implique d’implanter dans chaque ordinateur les logiciels compatible « TCP/IP » et de demande une adresse IP dans le respects des règles d’attribution.

Ici encore Internet fournit un modèle intéressant où la définition progressive de l’organisation, des standards et de leur mise en œuvre a été rendu possible par leur élaboration « ouverte » à travers les RFC10 et leur publication et non par un processus de normalisation par un organisme international, approche top-‐down. A titre d’exemple le célèbre protocole TCP a fait l’objet de publication dans les RCF et sous l’égide de l’IEEE11. Les RCF sont administrés par lnternet Engineering Task Force.

Avec le développement d’Internet plusieurs organisations se sont créées. On compte principalement :

- L’ISOC Internet Society association de droit américain autorité morale et technique la plus influente dans l’univers du réseau Interne, créée en 1992 (seulement).

- l’IETF lnternet Engineering Task Force groupe informel, qui réalise le travail technique à travers une centaine de groupes techniques traitant des différentes questions et publiant les RCF.

- L’ICANN, Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, Cette société de droit américain attribue des noms de domaine et des numéros sur Internet. Elle a été créée en 1998 et fait office d’autorité de régulation de l'Internet.

10 RCF Request for Comments est une série de documents décrivant les aspects techniques de l’Internet. Certains de ces RCF deviennent les standards de l’Internet.

11 Vinton G. Cerf, Robert E. Kahn, A Protocol for Packet Network Intercommunication, IEEE Transactions on Communications, Vol. 22, No. 5, May 1974 pp. 637-‐648.



On le voit à travers cette très brève description de l’organisation actuelle, Internet s’est développé largement de manière décentralisée, informelle et « bottom-‐up ». Une similitude est envisagée dans la conception des spécifications de l’Internet Physique où la démarche promue et celle d’une conception ouverte suivant les principes de l’Open Design.

Il n’en demeure pas moins que les solutions techniques devront elles se conformer aux normes de sécurités, aux exigences réglementaires et conventions internationales. Car à la différence du développement des réseaux digitaux qui se sont développés dans un certain « vide » , notamment juridique, l’Internet Physique devra s’insérer, voire promouvoir des évolutions, dans un cadre technique et juridique déjà très réglementé.

Le développement de l’Internet Physique repose donc actuellement sur un groupe de chercheurs en partenariat avec l’industrie qui a pour vocation à créer et à proposer à la communauté des spécifications ayant pour objectifs de devenir des standards de fait à travers notre plateforme web en cours d’élaboration. Les développements techniques et les homologations afférentes restant du ressort des offreurs de solutions.

Il s’agit donc d’une organisation internationale relativement informelle et focalisée sur la mise au point des concepts et des spécifications de l’Internet Physique.

3.5 Limites de la métaphore

Si la métaphore de l’Internet est tout à fait féconde pour repenser la logistique, il faut cependant garder à l’esprit que le mouvement de fret n’est pas de la transmission d’information. Il en résulte des différences fondamentales qui obligent à penser les choses en fonction de caractéristiques différentes :

- La physique des solides n’est pas celle de l’électromagnétisme. L’information répond essentiellement aux lois de l’électromagnétisme pour lesquelles les technologies ont permis des progrès phénoménaux dans le traitement, les vitesses et débits de transmission, la duplication ou le stockage des informations codées. Il n’en va pas de même dans le domaine des objets physiques où les opérations de déplacement mettent en œuvre des quantités d’énergie importantes même à des vitesses faibles. Les choix à faire dans les algorithmes de routage ou la conception de réseaux devront nécessairement intégrer cette différence, tout comme le modèle économique qui en résultera et qui ne peut en aucune manière être fondé sur un coût marginal nul ou une surcapacité de l’infrastructure.

- La double nature de l’Internet Physique. A la différence de l’Internet qui fonctionne uniquement sur de l’information, l’Internet Physique repose sur une double nature, physique certes mais aussi informationnelle. Ainsi à la différence de l’Internet où il faut en permanence raisonner avec des informations en décalage par rapport à leur transmission (les données à transmettre et les messages d’état ou de service utilisent les mêmes moyens et se transmettent aux mêmes vitesses) l’Internet Physique peut être en mesure



de connaître avec plus d’exactitude et de manière plus fréquente la localisation ou la vitesse de conteneurs par exemple et d’en tirer des décisions adéquates. Les développements de la tomographie des réseaux de données (Vardi, 1996, Castro et al., 2004) pourraient ainsi être repris sur des bases différentes.

- Naturellement le développement de l’Internet Physique entend tirer le plus grand parti de la préexistence d’Internet pour transmettre toutes les informations permettant le suivi des conteneurs, leur pilotage le plus judicieux, la facturation des prestations, etc. A ce titre, l’Internet Physique s’appuiera y compris sur ses derniers développements : IP v6 (Hinden and Deering, 2006), Internet of Things (Communities, 2009) et Web 2.0. (O'Reilly, 2005).

Pour ces principales raisons, les choix de conception qui seront faits dans l’Internet Physique ne peuvent pas être un copier–coller du développement d’Internet. Pour être plus concret nous allons maintenant décrier les principaux constituants de l’Internet physique avant de nous focaliser ensuite sur le hub rail-‐route.



4 Principaux constituants de l’Internet Physique

L’Internet Physique, tout comme sa contrepartie digitale, est formé d’un ensemble de constituants qui sont des éléments d’une architecture distribuée ouverte et globale. Dans cette section, les principaux constituants de l’Internet Physique sont introduits, avec une emphase particulière sur ses constituants physiques de manière à bien mettre la table conceptuelle pour la section 5 dédiée au hub rail-‐route exploitant l’Internet Physique.

Les principaux constituants ci-‐après introduits sont les conteneurs, les liens, les déplaceurs, les nœuds et les acteurs de l’Internet Physique.

Il est important de rappeler que le préfixe π est utilisé ci-‐après de façon volontaire afin de différencier les entités conçues pour l’Internet Physique de leurs versions contemporaines. Le symbole π est la lettre grecque PI qui correspond aux initiales anglophones de l’Internet Physique.

Ainsi, les constituants sont introduits ici en tant que π-‐conteneurs, π-‐nœuds et ainsi de suite.

Il est prévu qu’au fur et à mesure que l’implantation de l’Internet Physique croîtra en termes d’échelle, d’envergure et d’ubiquité, le préfixe π sera graduellement omis, n’ayant plus d’utilité significative.

4.1 Les conteneurs de l’Internet Physique

4.1.1 Intérêt de la conteneurisation systématique et modulaire

Depuis près d’un siècle, la logistique a aboli les distances grâce au moyens de transport modernes de tous ordres. Cependant le passage d’interfaces a toujours été et reste encore un véritable problème qui engendre des délais et des coûts.

Ainsi, dans les années 1960 et selon Marc Levinson, le coût principal, voir le coût dissuasif du transport maritime de marchandises générales n’était pas le coût du voyage maritime lui-‐même mais le coût de passage par les ports (Levinson, 2006). Ainsi en 1961 pour un envoi d’un chargement (un camion) entre Chicago et Nancy, exemple de l’auteur, le coût était composé à plus de 50% de coûts portuaires et à moins de 25% du coût maritime. En somme, on dépensait deux fois plus pour embarquer et débarquer que pour transporter les marchandises à travers l’Atlantique. La conteneurisation maritime a fondamentalement changée cette perspective en 30 années après ¾ de siècle d’essais largement infructueux (Levinson, 2006) par l’établissement de lignes internationales nombreuses et compétitives proposant des départs quasi quotidiens entre les grands ports et ce pour tout type de marchandises : marchandise générale, vrac solide, liquide, matières dangereuses, denrées alimentaires, etc.



Cette logique est-‐elle transposable à d’autres échelles ? Autrement dit, y a-‐t-‐il un intérêt à conteneuriser dans de petits conteneurs et de faibles flux et ou pour des trajets courts ?

En fait on constate, dans la grande distribution, qui est un secteur relativement efficace en distribution par ses volumes et ses processus, que les coûts globaux de distribution sont du même ordre de grandeur en approche des plateformes des distributeurs (±350km), que vers les magasins (±75km) et dans les magasins. Le coût de distribution ramené à la masse des produits et relativement invariable car au fur et à mesure que la distance diminue, l’efficacité du transport s’amenuise et l’effort de manutention au sens large augmente considérablement. En fait plus, on se dirige vers des flux capillaires, y compris à l’intérieur d’un magasin, plus on retrouve le ratio d’origine mentionné par Marc Levinson entre manutention et transport, pris ici au sens large.

4.1.2 Les π conteneurs

L’Internet Physique ne manipule pas directement les biens physiques, que ce soit des matériaux, des pièces ou encore des liquides. Il manipule exclusivement des conteneurs conçus explicitement pour l’Internet Physique, lesquels encapsulent les biens physiques en leur sein.

Un π-‐conteneur repose sur des caractéristiques fondamentales de la conteneurisation actuelle tout en ajoutant d’autres fonctions.

Parmi les caractéristiques recherchées des conteneurs maritimes, on note :

- L’encapsulation. En effet, le rôle du conteneur est de faire en sorte de proposer un contenant « banalisé » quelle que soit la marchandise transportée. Ainsi un conteneur à température dirigée s’insère sur un navire porte conteneur, un conteneur citerne pour du vrac liquide peut également être manipulé, stocké, transporté dans une même organisation et des moyens identiques. Le conteneur sert à « gommer » la diversité de la marchandise à la manière, même si cela est dans une moindre mesure, du datagramme qui contient les données.

- L’identification internationale et la traçabilité. Voir le code BIC. - La protection physique du contenu. - L’anonymisation du contenu. - La normalisation de la taille et des moyens de préhension.

On cherche également à enrichir ces caractéristiques par « l’intelligence ». En effet, le fait d’associer à chaque conteneur une interface de communication, une mémoire et une capacité de calcul permet d’envisager de nombreuses fonctionnalités. Citons par exemples.

- Le dialogue conteneur – moyen permet de connaître précisément la position d’un conteneur en temps réel, sa localisation sur un camion, un bateau ou un train de manière à anticiper non seulement son heure d’arrivée mais également sa manutention et son acheminement suivant. Un conteneur faisant



partie intégrante de l’Internet des Objets tout comme ses « placeurs » permet donc la coordination des transports, des manutentions ou des stockages.

- Le suivi de l’intégrité du contenu par enregistrement des ouvertures, des températures, accélérations, humidité, etc. et transmission d’alarme.

- Le verrouillage de conteneurs entre eux pour en composer de plus grands.

Ces conteneurs conçus pour l’Internet Physique sont dénotés ci-‐après comme étant des π-‐conteneurs. Le préfixe π-‐conteneur exploite les initiales anglophones de l’Internet Physique (Physical Internet).

Les π-‐conteneurs sont les unités matérielles de chargement et de transport qui sont manipulées et acheminées par les systèmes et infrastructures de traitement et de transport de l’Internet Physique. Ils se doivent d’être des modules logistiques standardisés à l’échelon mondial et définis par des normes ouvertes.

Les π-‐conteneurs sont conçus pour faciliter leur manutention et leur stockage dans les nœuds physiques de l’Internet Physique, ainsi que leur transport entre ces nœuds.

En poussant plus loin la fonctionnalité de ces conteneurs on peut très bien envisager, pour ceux de petites tailles, qu’ils soient utilisés directement en magasin pour constituer des recharges de rayon, voire des rayons eux-‐mêmes dans la logique du prêt à vendre. L’avantage réside alors dans l’absence d’exposition et de manipulation des marchandises de l’usine au client.

En résumé, les conteneurs sont un élément clé de l’interopérabilité nécessaire au fonctionnement adéquat de l’Internet Physique, rendant le réseau indifférent aux divers contenus et aux modes de manutention, d’entreposage et de transport.

4.1.3 Description physique des π-‐conteneurs

Au plan physique, les π-‐conteneurs doivent être aisés à manipuler, entreposer, transporter, sceller, enclencher, interloquer, charger, décharger, construire et démanteler.

Ils peuvent contenir des biens physiques individuels, mais aussi des π-‐conteneurs de plus petites dimensions, ou encore des plus petits conteneurs privés non conçus pour l’Internet Physique. Tous ceux-‐ci sont encapsulés par le π-‐conteneur et sont non pertinents pour l’Internet Physique.

Ils sont de taille variable, tout en étant modulaires. De façon illustrative, la modularité dimensionnelle des π-‐conteneurs peut s’exprimer autant en hauteur, en largeur qu’en profondeur externe à travers des combinaisons des dimensions suivantes : 0,12 m, 0,24 m, 0,36 m, 0,48 m, 0,6 m, 1,2 m, 2,4 m, 3,6 m, 4,8 m, 6 m et 12 m.

Les dimensions données ici, sont purement indicatives. En effet, les conteneurs maritimes ISO ont une largeur extérieure variables (2,438 m ou 2,462) et intérieure également variable de 2,33 m, ou de 2,42m pour y disposer des palettes, mais dont ne devrait pas nécessairement dépendre les conteneurs de l’Internet Physique. Le point important dans la conception des suites de dimensions internes et externes des



conteneurs dépendra des choix de modularité, de structure et de préhension. Les dimensions modulaires précises devront être le sujet d’échanges pour la définition de spécifications internationales. Dans la suite de ce rapport, quand nous indiquerons 2,4m ou une autre dimension, cela devra être entendu comme aux alentours de 2,4 en attendant une définition précise et argumentée qui représente un sujet en lui-‐même.

La combinaison de leur modularité et de leur aisance à les verrouiller les uns aux autres permet de composer aisément des π-‐conteneurs composites à partir d’ensemble de plus petits π-‐conteneurs. De même des π-‐conteneurs composites peuvent être décomposés aisément pour permettre le traitement individualisé de ses π-‐conteneurs constituants.

Les π-‐conteneurs doivent avoir une empreinte minimale lors de leur mise hors service, permettant facilement leur démantèlement et leur construction sur demande. Ils peuvent avoir diverses capacités structurelles, s’adaptant au poids et aux caractéristiques des charges à contenir. De même, ils peuvent avoir des habilités de conditionnement, par exemple le contrôle de la température, de l’humidité et de la vibration. Si de l’extérieur les π conteneurs doivent être similaires dans leurs interfaces pour assurer la compatibilité, l’intérieur pourra être aménagé en fonction du type de produit transporté, solide, liquide, fragile, etc.

4.1.4 Description informationnelle des π-‐conteneurs

Au plan informationnel, les π-‐conteneurs de l’Internet Physique sont tous munis d’une étiquette intelligente (tag) afin de permettre leur identification et leur routage au sein de l’Internet Physique. Ceci permet également d’assurer un suivi et une traçabilité sans faille des π-‐conteneurs au sein de l’Internet Physique, et également d’automatiser un grand nombre d’opérations de routage et de stockage.

Les informations contenues dans le tag peuvent être de multiples natures, visant globalement à assurer leur identification, leur intégrité, leur acheminement, leur conditionnement et leur sécurité. Le tag s’assure de rendre cette information disponible uniquement aux parties pertinentes. Techniquement, la technologie RFID est actuellement perçue comme étant la plus adéquate pour équiper les tags des π-‐conteneurs. Comme pour tous les autres éléments de l’Internet Physique, ceci évoluera en fonction des innovations technologiques.

Des exemples d’informations incluses dans le tag intelligent d’un π-‐conteneur sont :

• Identifiant unique du π-‐conteneur à travers l’Internet Physique ; • Identifiant du client qui utilise le π-‐conteneur ; • Identifiant du logisticien (ou son agent logiciel) responsable du π-‐conteneur ; • Dimensions du π-‐conteneur (volume et poids); • Capacité de charge structurelle (interne et empilée); • Fonctionnalités (de manutention, de stockage, etc.) ; • Exigences de conditionnement; • Identifiant du ou des contrats en vigueur ;



• Statut du π-‐conteneur (signal et identificateur de défaillance, d’intégrité de scellage) ;

• Statut du π-‐contenant (signal et identificateur de défaillance) ; • Spécifications de traitement du π-‐conteneur (transport d’une origine à une

destination, fenêtre de temps, etc.) ; • Information détaillée confidentielle (ou pas) sur le contenu, notamment les

identifiants des π-‐conteneurs contenus ; • Géolocalisation par GPS ou GPRS ;

Le contenu des π-‐conteneurs de l’Internet Physique est protégé par une clé de cryptage/décryptage. Seules les informations nécessaires à l’acheminement des π-‐conteneurs au sein de l’Internet Physique sont accessibles sans cette clé.

4.1.5 Valeur ajoutée offerte par la flexibilité dimensionnelle des π-‐conteneurs

De manière générale, la grande flexibilité offerte dans le dimensionnement des conteneurs de l’Internet Physique permet une meilleure adéquation entre la demande en transport (colis, palettes, etc.) et l’offre (l’infrastructure de transport associée). Elle dégage également une plus grande flexibilité dans les opérations de traitement, de routage et de stockage dans les différents nœuds de l’Internet physique.

Ainsi à la différence des opérations actuelles où les conteneurs sont essentiellement limités aux deux colonnes de symboles de droite de la Figure 11, les π-‐conteneurs représentés ici en abscisses par leur volume permettent de transporter des produits de taille et en quantité très variables.

La gamme des π-‐conteneurs représentés ici pourrait aller de 0,01m3 à 100m3.

Cette diversité de conteneurs standardisée s’intègre sur des moyens de transport qui peuvent chacun contenir un ou plusieurs π-‐conteneurs indépendamment de ceux qui seraient composés à l’intérieur de chaque.

La Figure 11 montre ainsi également que les moyens actuels seraient en mesure de transporter des nombres de π-‐conteneurs importants sans entrer dans leur composition.



Figure 11 : Répartition possible des tailles de conteneurs par taille et par mode.

4.2 Les π-‐liens et les π-‐déplaceurs de l’Internet Physique

Les liens de l’Internet Physique sont les liants infrastructurels expressément conçus afin d’habiliter le passage d’un nœud à un autre de l’Internet Physique. Les π-‐routes et les π-‐rails sont des exemples de π-‐liens, correspondant respectivement à des routes et des voies ferrées (rails) expressément reconnus par l’Internet Physique.

Ce sont ces π-‐liens qu’empruntent les π-‐déplaceurs qui déplacent les π-‐conteneurs. Le verbe déplacer est utilisé comme équivalent générique à des verbes tels transporter, convoyer et manutentionner. Parmi les grands types de π-‐déplaceurs, on inclut les π-‐transporteurs, les π-‐convoyeurs et les π-‐manutentionnaires. Ces derniers sont des humains notamment habilités à prendre en charge par eux-‐mêmes le déplacement de π-‐conteneurs.

Les π-‐transporteurs englobent conceptuellement les π-‐véhicules et les π-‐porteurs qui déplacent des π-‐conteneurs. Ceux-‐ci sont respectivement des véhicules et des porteurs conçus pour habiliter un mouvement facile et efficace des π-‐conteneurs entre les π-‐nœuds. Ces deux types d’éléments de l’Internet Physique sont différentiés par le fait que les π-‐véhicules sont automoteurs alors que les π-‐porteurs doivent être tirés ou poussés par des π-‐véhicules, ou encore par des π-‐manutentionnaires lorsque les conditions le permettent. Les π-‐véhicules incluent notamment les π-‐tracteur ou pousseur, les π-‐locomotives, fonction de tracteur pure, les π-‐porteurs qui englobent notamment les π-‐remorques, les π-‐barges et les π-‐wagons et les moyens qui incluent les deux fonctions les π-‐bateaux, les π-‐avions. Les π-‐chariots et les π-‐robots, sont les équivalents des véhicules de transport et de manutention, mais qui sont ici habilités à œuvrer dans l’Internet Physique.

Les π-‐convoyeurs sont des convoyeurs spécialisés dans le déplacement en continu de π-‐conteneurs au long d’un chemin déterminé, sans usage de π-‐véhicules ni de π-‐



porteurs. Il est à noter qu’étant donné que les π-‐conteneurs sont conçus explicitement pour faciliter leur manutention à travers l’Internet Physique, il est fort plausible que les π-‐convoyeurs n’aient ni rouleaux ni courroies, ceux-‐ci agrippant plutôt les π-‐conteneurs pour les tracter. Les π-‐conteneurs peuvent être motorisés ou pas, exploitant potentiellement la gravité pour faciliter les déplacements.

Les π-‐conteneurs peuvent être stockés temporairement sur un π-‐convoyeur ou un π-‐transporteur même si cela n’est pas leur fonction première.

4.3 Les π-‐nœuds de l’Internet Physique

Les nœuds de l’Internet Physique sont les lieux où sont interconnectées les prestations logistiques. On appelle donc nœud de l’Internet Physique, ou simplement π-‐nœud, tout lieu conçu expressément afin d’effectuer des opérations sur des π-‐conteneurs, et particulièrement de réaliser les changements dans l’acheminement de ces π-‐conteneurs. Ces changements peuvent être physiques, par exemple un changement de moyen de transport, ils peuvent être accompagnés d’un changement de contrat de prestation par exemple. A chaque nœud est associé au moins un événement qui permet la traçabilité du passage par le nœud.

Il existe dès lors différentes sortes de π-‐nœuds rendant des services de différentes natures : du simple échange de π-‐porteurs entre deux π-‐véhicules au π-‐hub rail-‐route tel que présenté au paragraphe 5.

La conceptualisation et la caractérisation des nœuds de l’Internet Physique ci-‐après incluses s’inspirent conceptuellement de l’approche de protomodèle de réseaux de centres (installations, cellules, départements, etc.) (Montreuil, 2006). L’approche vise à représenter l’ensemble des centres d’un réseau à l’aide d’un ensemble récursif restreint de protomodèles, chacun avec des caractéristiques génériques préétablies en facilitant l’analyse, la conception, la gestion et l’opération.

4.3.1 Les π-‐nœuds

De façon générique, le terme π-‐nœud permet d’englober conceptuellement les π-‐sites, les π-‐installations et les π-‐systèmes qui sont respectivement des sites, des installations et des systèmes de manutention conçus pour agir en tant que nœuds de l’Internet Physique, réalisant des activités tel que recevoir, trier, manutentionner, stocker, assembler, désassembler, construire, démanteler, composer, décomposer et expédier des π-‐conteneurs. Usuellement, des π-‐sites contiennent des π-‐installations et des π-‐systèmes extérieurs, tandis que les π-‐installations contiennent des π-‐systèmes de manutention internes, quoique de multiples combinaisons soient possibles.

Les types de π-‐nœuds varient en termes de mission, d’habilités et de capacités, mais ils ont tous en commun qu’ils sont explicitement spécialisés pour traiter des π-‐conteneurs aux niveaux physiques et informationnels. Nous présentons ci-‐dessous un ensemble représentatif de π-‐nœuds.



4.3.1.1 Les π-‐transits Un π-‐transit est un π-‐nœud ayant pour mission d’habiliter et de réaliser le transfert de π-‐porteurs de leur π-‐véhicule d’entrée à leur π-‐véhicule de sortie. Les π-‐transits permettent le transport distribué de π-‐porteurs par une série de π-‐véhicules, chacun responsable d’un segment de la route globale de leur source primaire à leur destination finale. Ils visent à assurer l’exécution des activités de transfert de façon efficace, facile, sure et sécuritaire pour des flux significatifs de π-‐transporteurs. Les π-‐transits sont généralement des π-‐sites ou des π-‐installations, requérant de faibles investissements en π-‐systèmes.

Dans un contexte de transport routier, un π-‐transit peut être aussi simple qu’un π-‐site localisé à l’intersection de deux autoroutes, où les π-‐camions tirant leur π-‐remorque s’enregistrent à leur arrivée, stationnent leur π-‐remorque à une localisation désignée, puis quittent ou attachent une autre π-‐remorque stationnée dans une localisation désignée. En général, les π-‐transits sont unimodaux. Toutefois, ils peuvent être multimodaux. Par exemple, des π-‐remorques peuvent être transitées de π-‐camions vers des π-‐trains ou des π-‐bateaux, ou vice-‐versa. En général, les π-‐transits effectuent du multiplexage et du démultiplexage de π-‐porteurs.

4.3.1.2 Les π-‐commutateurs et les π-‐passerelles Un π-‐commutateur est un π-‐nœud ayant pour mission d’habiliter et de réaliser le transfert de π-‐conteneurs d’un π-‐transporteur entrant à un π-‐transporteur sortant de même mode (par exemple rail-‐rail, route-‐route). Il n’y a pas de multiplexage, il y a plutôt un transfert essentiellement linéaire. Une π-‐passerelle a une mission de même type qu’un π-‐commutateur, mais implique généralement le transfert entre deux modes distincts (par exemple, rail-‐route).

4.3.1.3 Les π-‐trieurs Un π-‐trieur est un π-‐nœud recevant des π-‐conteneurs de clients à un ou plusieurs points d’entrée, devant les trier de manière à les expédier à partir de points de sortie spécifiés, potentiellement dans un ordre spécifié. Un π-‐trieur peut incorporer des π-‐convoyeurs.

4.3.1.4 Les π-‐composeurs Un π-‐composeur est un π-‐nœud ayant la mission de composer des π-‐conteneurs composites à partir d’ensembles désignés de π-‐conteneurs, généralement en accord avec un aménagement 3D spécifié par le client, ou de décomposer des π-‐conteneurs composites en un nombre de π-‐conteneurs qui peuvent être de plus petits π-‐conteneurs unitaires ou composites, en accord avec les spécifications du client. La composition et la décomposition des π-‐conteneurs composites est réalisée en interloquant et déinterloquant les plus petits π-‐conteneurs les composant.

Il est anticipé que de tels π-‐composeurs seront conçus pour composer ou décomposer un π-‐conteneur composite à haute vélocité. Par exemple, il sera normal d’exiger qu’un π-‐composeur puisse composer en quelques minutes un π-‐conteneur de 2,4 X 2,4 X 12 mètres cubes à partir d’une vingtaine de π-‐conteneurs de plus petites



dimensions. Les π-‐composeurs sont des candidats de premier plan pour être automatisés, pouvant notamment intégrer des π-‐convoyeurs et des π-‐trieurs. Ils jouent le rôle des actuels palettiseurs et dépalettiseurs, mais avec des π-‐conteneurs modulaires et standards plutôt qu’avec des objets de multiples dimensions arbitraires plus ou moins faciles à manutentionner. En d’autres termes, les π-‐composeurs effectuent des opérations de fragmentation et de défragmentation de π-‐conteneurs composites, sans jamais ouvrir un π-‐conteneur unitaire.

4.3.1.5 Les π-‐magasins Un π-‐magasin est un π-‐nœud ayant pour mission d’habiliter et de réaliser le stockage de π-‐conteneurs de clients pour des durées cibles mutuellement entendues. Ces durées peuvent être très précises ou plus probabilistes, plus courtes ou plus longues, au mieux dépendant des circonstances. Les π-‐magasins diffèrent des magasins, des entrepôts et des systèmes de stockage contemporains par rapport à deux points majeurs. Premièrement, ils se focalisent strictement sur les π-‐conteneurs. Ils peuvent notamment les empiler, les interloquer et les enclencher à un rack. Deuxièmement, ils ne traitent pas avec des produits (ou des SKUs en jargon technique, selon le terme anglophone Stock Keeping Units), mais plutôt avec les π-‐conteneurs eux-‐mêmes sans s’occuper de ce qu’ils contiennent, chacun d’eux étant contracté, monitoré et géré individuellement afin d’assurer un service fiable et de qualité. Ceci dit, il est tout à fait possible pour un π-‐magasin de recevoir d’un client des π-‐conteneurs composites, de devoir les décomposer, de stocker ses π-‐conteneurs constituants, puis d’avoir à expédier quelques combinaisons des π-‐conteneurs du client, soit indépendamment soit sous la forme d’un nouveau π-‐conteneur composite. Dans de tels cas, soit le π-‐magasin inclut un π-‐composeur ou il exploite un π-‐composeur à proximité.

Dans les π-‐magasins, la capacité et la vitesse de réception et d’expédition des π-‐conteneurs sont des facteurs clés de succès, au même titre que la capacité de stockage. Par rapport aux π-‐conteneurs, les habilités dimensionnelles, de sûreté, de visibilité et de conditionnement sont aussi des facteurs clés de succès. Les π-‐magasins peuvent exister en une multitude de tailles, tels les π-‐systèmes de stockage à l’intérieur d’installations, les π-‐installations de stockage, ou encore les π-‐sites stockant des π-‐conteneurs à l’extérieur, tel que les π-‐cours (π-‐yards).

4.3.1.6 Les π-‐hubs Les π-‐hubs sont des π-‐nœuds ayant pour mission d’habiliter et de réaliser le transfert de π-‐conteneurs de π-‐transporteurs entrants à leurs π-‐transporteurs sortants. Leur mission est conceptuellement similaire aux π-‐transits, mais ils traitent avec les π-‐conteneurs eux-‐mêmes plutôt qu’avec les π-‐porteurs uniquement. Les π-‐hubs habilitent les opérations de transbordement (crossdocking) unimodales de π-‐conteneurs. De plus, les π-‐hubs sont au cœur du facile, efficient et fiable transport multimodal, permettant le transfert aisé de π-‐conteneurs entre les combinaisons de transport par route, rail, eau et air. Les π-‐hubs effectuent du multiplexage et du démultiplexage de π-‐conteneurs.



Les π-‐hubs simples débarquent les π-‐conteneurs de leurs π-‐transporteurs entrants et les amènent à des localisations où ils sont prêts à réembarquer sur leurs π-‐transporteurs sortants. Pendant ce temps, leurs π-‐transporteurs entrants sont chargés avec d’autres π-‐conteneurs et quittent le π-‐hub. Il y a ainsi un flux continuel de π-‐conteneurs entrants, en transit et sortants.

Les π-‐hubs complexes incorporent des π-‐composeurs et des π-‐magasins temporaires. Les π-‐composeurs permettent de décomposer les π-‐conteneurs composites entrants en ensembles de plus petits π-‐conteneurs, chacun avec la spécification par le client de sa destination cible, de son temps de départ cible, ainsi que de son π-‐transporteur sortant. En accord avec le client, ils permettent aussi inversement de composer un π-‐conteneur composite à partir de plusieurs π-‐conteneurs d’origines multiples, devant être expédié à un temps ciblé sur un π-‐transporteur sortant spécifique. Les π-‐magasins temporaires permettent de la flexibilité dans la synchronisation des arrivées, des consolidations et des départs de π-‐conteneurs.

Certains π-‐hubs, par exemple ceux impliqués dans le transport par rail, peuvent se restreindre à traiter seulement des π-‐conteneurs de grandes tailles spécifiques. Par exemple, ils peuvent stipuler qu’ils se limitent à des hauteurs et des largeurs de 2,4 m, avec des longueurs modulaires entre 1,2 m et 12 m. D’autres π-‐hubs peuvent inversement focaliser sur des π-‐conteneurs de plus petites dimensions. Encore d’autres peuvent plutôt viser une offre aussi exhaustive que possible avec le minimum de restrictions dimensionnelles. Il s’agit là de décisions stratégiques prises par les propriétaires, basées sur leurs intentions d’affaires et les besoins du milieu.

4.3.1.7 Les π-‐distributeurs Les π-‐distributeurs ont pour mission d’habiliter et de réaliser le transfert et le stockage de π-‐conteneurs de leurs clients, les prenant en charge de leurs π-‐transporteurs entrants jusqu’à leur expédition sur leurs π-‐transporteurs sortants. Ils sont les π-‐équivalents des centres de distribution contemporains, mais restreints aux π-‐conteneurs. Ils peuvent effectuer des opérations de transbordement comme les π-‐hubs, stocker des π-‐conteneurs comme les π-‐magasins, et ainsi de suite. Ils sont parmi les types de π-‐nœuds les plus complexes et les plus logistiquement intensifs.

4.3.1.8 Les π-‐usines Les π-‐usines sont des usines qui reçoivent leurs intrants physiques (matériaux, pièces, modules et produits) encapsulés à l’intérieur de π-‐conteneurs, expédient leurs extrants (produits, etc.) aussi encapsulés dans des π-‐conteneurs, et déplacent et stockent leurs en-‐cours dans des π-‐conteneurs, en utilisant des π-‐systèmes. Le temps passé par les objets physiques en dehors des π-‐conteneurs est essentiellement limité aux temps pendant lesquels on leur fait subir des traitements (formés, percés, assemblés, inspectés, etc.).

4.3.1.9 Les π-‐interfaces Enfin, les π-‐interfaces sont des π-‐nœuds ayant pour mission d’habiliter et de réaliser l’interface entre l’Internet Physique et les réseaux n’en faisant pas partie. D’une part,



elles reçoivent des π-‐conteneurs en provenance d’autres π-‐nœuds et les relâchent de telle sorte que ceux-‐ci et leur contenu puisse être accédé dans un réseau n’étant pas part de l’Internet Physique. D’autre part, elles reçoivent des π-‐conteneurs d’un réseau hors de l’Internet Physique (hors-‐π), les enregistrent dans l’Internet Physique, et les expédient vers leur première destination de leur voyage à travers l’Internet Physique. Par exemple, une usine n’étant pas π-‐habilitée à l’interne peut avoir des π-‐interfaces à ses centres de réception et d’expédition. De façon générique, des π-‐installations de divers types peuvent incorporer des π-‐interfaces et des centres hors-‐π à haut niveau de confinement. Par exemple, un π-‐distributeur peut inclure quelques centres hors-‐π réalisant, en accord avec les clients, de la personnalisation ou des opérations à valeur ajoutée sur des produits encapsulés dans des π-‐conteneurs. De tels centres peuvent ouvrir des π-‐conteneurs et ainsi travailler sur les objets y étant contenus.

4.3.2 Synthèse des fonctions des π-‐nœuds

Les π-‐nœuds, dépendant de leur complexité et des intentions soutenant leur implantation, réalisent une ou plusieurs fonctions principales. Plusieurs de ces fonctions sont des fondations opérationnelles de l’Internet Physique.

Parmi ces fonctions, on retrouve le transit de π-‐porteurs, le multiplexage des π-‐conteneurs, le stockage de π-‐conteneurs, la composition et la décomposition de π-‐conteneurs, la conteneurisation et la déconteneurisation des objets physiques (voir Tableau 2 Fonctions typiques des nœuds de l’Internet Physique).

Ces fonctions peuvent être combinées sur un même site. Par exemple un π-‐ distributeur regroupera des fonctions de multiplexage, de stockage et de décomposition / composition.

Les nœuds et les fonctions ici présentés ne constituent nullement une liste exhaustive. Ils sont plutôt représentatifs. L’innovation et l’amplification de l’usage de l’Internet Physique en révéleront certainement d’autres tout à fait pertinents



Fonction Description Nœud

typique Illustration Transit

Fonction consistant à assurer le passage de relais d’un π-‐

porteur entre un π-‐véhicule tracteur en entrée et un autre

en sortie. Ce passage peut être uniquement routier com

me

être entre la route et le rail ou la route et la voie maritime.

π-‐transit,



Multiplexage

Fonction assurant le passage de π-‐conteneurs d’un π-‐

déplaceur à un autre. C’est une fonction fondam

entale de

l’Internet physique au sens où elle permet le routage des π-‐

conteneurs entre les segments.

π-‐trieur, π-‐hub

Fonction

Description Nœud typique

Illustration



Tableau 2 : illustration des fonctions typiques d’un nœud

Composition / Décom

position

Fonction consistant à agréger un ensemble de π-‐conteneurs pour

en faire un π-‐conteneur composite de taille supérieure. A l’inverse

la décom

position sépare un π-‐conteneur en un ensem

ble de π-‐

conteneurs de tailles inférieures.

π-‐composeur

Stockage

Fonction

permettant de

garder des π-‐

conteneurs à la

demande des clients

pour une durée

convenue.

π-‐magasin

NA

Conteneurisation /

Déconteneurisation

Fonction normalem

ent

réalisée en entrée-‐ sortie

de l’Internet Physique par

ses utilisateurs,

encapsulant des objets

physiques dans des π-‐

conteneurs

π-‐interface

NA



4.4 Les π-‐acteurs de l’Internet Physique

L’Internet Physique est un système qui compte de nombreux acteurs, ici dénotés comme étant des π-‐acteurs. Ci-‐dessous est incluse une liste non exhaustive des types de π-‐acteurs.

- Les utilisateurs dits finaux tels que les producteurs/expéditeurs de marchandises et les destinataires/clients pour ces marchandises. Ces utilisateurs finaux peuvent être des entreprises ou bien des particuliers.

- Les fournisseurs d’infrastructures de transports tels que la SNCF, les sociétés exploitant les autoroutes, les sociétés exploitant des zones de stockage (dépôt par exemple), etc. Une société comme DHL peut également être considérée comme fournisseur d’infrastructure si, par exemple, elle met à disposition certaines de ces infrastructures telles que des hubs multimodaux.

- Les fournisseurs de moyens de transport tels que des compagnies de transport routier.

- Les prestataires logistiques proposant des solutions multimodales au travers de l’Internet Physique (DHL, Fedex, etc.)

- Les autres prestataires de services logistiques qui n’utilisent pas forcément des moyens de transport. Par exemple, une société peut proposer des services de traçabilité avancée dans le cadre de l’Internet Physique sans participer au transport proprement dit de marchandises au sein de ce système.

- Les certificateurs.

Pour faire le parallèle avec le monde de l’information, il s’agit de l’équivalent des hôtes. Ils définissent la raison d’être du réseau et ses extrémités. Les utilisateurs du réseau sont de plusieurs natures. Si dans un premier temps, on peut imaginer que les utilisateurs seront des entreprises « des chargeurs » : entreprises industrielles, distributeurs, prestataires logistiques (au sens où ils peuvent avoir recours à d’autres réseaux que le leur), etc. dans un deuxième temps rien n’empêche de penser que cela pourrait aller au-‐delà et qu’un simple particulier soit également relié par une ou plusieurs interfaces adaptées.

Les utilisateurs industriels géreront donc un ensemble d’adresses qui pourront correspondre à des quais (interfaces avec le sous réseau interne), à des positions de stock mais aussi à des positions sur chaîne d’assemblage pour les usines ou dans des rayons pour les magasins.

Toute personne physique ou morale est donc susceptible d’utiliser l’Internet Physique pour gérer la manière dont ses produits sont déplacés jusqu’à leur lieu de « consommation ».

Il est à noter qu’un processus de l’Internet Physique est associé à toute transaction commerciale qui implique de la marchandise transmise entre deux acteurs différents.



Tout client ayant commandé une marchandise acheminée au travers de l’Internet Physique paie des frais de transport comme dans un système logistique classique. Ces frais peuvent être payés au prestataire ayant assuré le transport de la marchandise ou à un autre acteur en fonction des cas.

Les fournisseurs d’infrastructures sont rémunérés en fonction de l’usage qui est fait de leurs infrastructures dans le cadre de l ‘Internet Physique. Cette rémunération peut être dépendante de la performance offerte pour l’infrastructure. Une telle structure de coût permet d’inciter les fournisseurs d’infrastructures à améliorer leur offre. Elle participe donc à l’amélioration de la performance du système global que représente l’Internet Physique.

4.5 Illustration du fonctionnement sur un exemple

Afin de montrer le fonctionnement de l’Internet Physique et du modèle OPSI, nous allons considérer un exemple fictif afin de souligner les échanges de données mis en œuvre, les modalités de routage mobilisées et les services associés.

4.5.1 Le cas d’application

Dans le cadre de sa politique de réduction des niveaux de stock, une enseigne de la grande distribution souhaite que pour certaines catégories de produits (pondéreux et à forte rotation), que ses hypermarchés soient livrés directement par les fournisseurs. Ainsi, un embouteilleur dont le site industriel est situé au sud-‐ouest de Nîmes (Gard) se trouve dans cette configuration pour certaines de ses références produit.

Le système ERP du distributeur via son module achat émet une commande de réapprovisionnement pour une quantité 200 d’une référence conditionnée en canettes métalliques de 33 cl. et une quantité 100 pour une référence de format 1,5l en PET. Cette commande est générée le mercredi à 11h00 afin de réapprovisionner l’hypermarché situé à Creteil (Val de Marne) avant le vendredi 11h00 pour faire face aux ventes prévisionnelles d’un week-‐end annoncé comme ensoleillé.

4.5.2 Traitement de la commande

Le module Materials Management de l’ERP du distributeur transmet via la couche 7 « Web d’approvisionnement » l’échéancier et les informations sur la livraison attendue ainsi que les données de facturation. Ci-‐dessous, de façon non exhaustive sont présentées certaines de ces données :



A la différence d’une commande classique, on peut noter que le système ERP ajoute un champ supplémentaire nommé « Π Reception ». Ce champ indique, d’une part, la localisation physique du quai de réception de l’hypermarché de Créteil et, d’autre part, l’aptitude de ce quai de réception en termes d’admission et de manutention des π-‐conteneurs. Ainsi, l’adressage 11.0.43.32, fourni à titre purement illustratif, indique via la séquence 43, que le quai de réception qui sera mobilisé, admet les trois premiers types de π-‐conteneurs.

La couche « Web d’approvisionnement » remonte au module Sales and Distribution de l’ERP du fournisseur les caractéristiques de la commande émanant du distributeur. Le système ERP du fournisseur identifie alors les points de sourcing potentiel pour les références demandées et vérifie la disponibilité de ses produits en stock. La référence de format 1,5l en PET est disponible sur le Π-‐hub de Combs la Ville (Seine et Marne) par contre les canettes métalliques format 33 cl. sont uniquement disponibles à l’usine d’embouteillage dans le Gard.

4.5.3 Le transfert des données entre les couches OPSI

Ces données de localisation et de disponibilité du sourcing, de caractérisation physique des produits commandés (poids, volume), de délai via la due date et de type de π-‐conteneurs admis par le point de réception sont transmis de la couche 7 « Web d’approvisionnement » vers la couche 6 « Logistique ». Dans d’autres cas de figure, il serait possible d’ajouter à ces données une classe de protection (au sens de l’emballage) si les produits le nécessitaient ou encore une classe de dangerosité.

La couche 6 « Logistique » du modèle OPSI va définir maintenant la conteneurisation des produits à expédier aux deux points de sourcing en fonction des attentes du point de réception et de la disponibilité des π-‐conteneurs vides sur les deux points de sourcing. Cette couche génère, dans notre cas, 3 π-‐conteneurs à expédier.

La couche 5 « Expédition » transforme ces données issues de la couche 6 en deux expéditions à réaliser en fonction de la due date attendue. Pour cela, elle va s’appuyer sur la classe de service logistique à mobiliser. Cette notion de « classe de service logistique » correspond à un compromis coût-‐délai-‐environnement qui a été négocié par zone de destination et sur une volumétrie prévisionnelle entre le chargeur et l’offreur de prestations Π. Le tableau suivant présente de façon illustrative cette notion de valorisation économique du type de livraison demandée en termes de délai en fonction de l’impact environnemental :

Par zone de destination au départ d’une localisation par

type de π-conteneurs

Faible Performance Environnementale

Haute Performance Environnementale

Livraison express Coût1 = C1 N.A.

Livraison en 24 heures ouvrées

Coût2 = C2 Coût3 = C3



Livraison sous 5 jours N.A Coût4 = C4

Avec C4 < C3 < C2 < C1

Tableau 3 : classes de services

La couche 5 « Expédition » génère donc deux expéditions à réaliser avec la classe de service souhaitée et transmet ces caractéristiques à la couche 4 « Routage ».

Cette couche 4 « Routage » va définir la « meilleure » route, sous la forme d’une somme de segments à opérer pour réaliser les deux expéditions spécifiées par la couche 5. A ce niveau, cette couche « matérialise » la topologie du réseau qu’elle peut opérer pour réaliser ces expéditions. La Figure 12 représente de façon schématique cette topologie dans notre exemple.

Figure 12 : réseau mobilisable pour réaliser les expéditions

Pour détailler le fonctionnement de cette couche 4, nous allons nous placer au point de sourcing 1 correspondant au site d’embouteillage au sud de Nîmes d’où il faut expédier deux π-‐conteneurs.

La couche 4 cherche donc à envoyer deux π-‐conteneurs depuis l’adresse 10.0.43.40 (qui correspond au quai d’expédition de l’usine capable de traiter le type de π-‐conteneur spécifié) vers l’adresse de réception 11.0.43.32 (quai de réception de l’hypermarché de Créteil défini dans la commande du distributeur), qui est au sein d’une organisation n’appartenant pas au réseau logistique de l’entreprise.



De ce fait, la couche 4 va adresser cette demande d’expédition à son prestataire logistique Π via son « routeur – Π » situé à Nîmes. Cet envoi se fera au travers d’un adressage entre le point d’expédition de l’usine 10.0.43.40 et le point de réception du « routeur – Π » du prestataire à Nîmes 10.0.49.30. La Figure 13 illustre ce fonctionnement.

Figure 13 : routage au départ du point de sourcing 1

Le routeur du type de Nîmes, qui est un élément essentiel dans l'aiguillage des π-‐conteneurs dans le cadre de réseaux logistiques maillés, va chercher au travers de l’adresse de destination du π-‐conteneurs le moyen de l'atteindre. Pour cela, il va chercher un routeur Π voisin qui est situé sur la route vers la destination ayant la capacité de traiter le type π-‐conteneur et ce processus sera renouvelé par le routeur Π voisin et ainsi de suite, de proche en proche le conteneur sera orienté vers sa destination.

Ce cheminement se fera à l’aide d’échanges d’informations entre les routeurs Π sur les routes actives qu'ils possèdent et l’aptitude Figure 13 en termes de π-‐conteneurs. La Figure 13 présente par exemple les différentes routes qui relient le routeur Π de Nîmes au routeur Π d’Avignon avec l’adressage d’entrée et de sortie des π-‐conteneurs par type de liaison logistique (route, fer, fluvial).

Sur le même principe que le protocole de routage dynamique OSPF (Open Shortest Path First) défini par l'IETF (Internet Engineering Task Force) le routage au sein de notre réseau fictif va être opéré. Pour cela, ce protocole de routage qui utilise l'algorithme SPF (Shortest Path First), plus connu sous le nom d'algorithme de Dijkstra, va élire la meilleure route vers la destination souhaitée.



Dans notre cas le routeur Π cherche à atteindre le réseau qui héberge l’adresse de destination de Créteil 11.0.43.32. Dans une telle situation, un protocole de routage classique aurait élu la route passant par le routeur Π de Combs la Ville (cf. Figure 12) en utilisant une liaison routière directement depuis le routeur Π de Nîmes.

L’usage d’un protocole comme OSPF va nous permettre d’utiliser le tableau de coût présenté précédemment pour déterminer un coût de chaque liaison (comme le rapport du coût à la capacité de traitement de la liaison) afin de privilégier l'élection de certaines routes. Plus le coût est faible, plus le lien est intéressant si il ne viole pas la contrainte de due date.

Ainsi, dans notre cas, la route fluviale consistant à acheminer les deux π-‐conteneurs vers de routeur Π de Nîmes vers routeur Π du port fluvial d’Arles pour aller jusqu’au routeur Π du port fluvial de Lyon ne sera pas éligible, même si elle présente le coût le plus faible car la durée d’acheminement est trop longue pour la due date attendue.

Cette information sur l’éligibilité ou non de cette route fluviale est la résultante des échanges d’informations « temps réel » entre les routeurs Π Arles et le routeur Π Lyon notamment sur le trafic au niveau des écluses comme le montre la Figure 14 et des liaisons ouvertes au départ du routeur Π Arles à la date d’expédition.

Figure 14 : échanges d’informations entre routeurs Π sur une liaison fluviale

La couche 4 « routage » va donc établir le schéma logistique contextuel à l’expédition des deux π-‐conteneurs au départ du routeur Π de Nîmes. Dans notre cas, au regard de la due date attendue, l’algorithme de routage détermine la route suivante :

Segment 1 : Routeur Π Nîmes -‐ Routeur Π Avignon – route



Segment 2 : Routeur Π Avignon – Routeur Π Combs La Ville – fer

Segment 3 : Routeur Π Combs La Ville – Point de Destination – route

Cette séquence de segments va être envoyée à la couche 3 « Opération de Réseau » qui va gérer l’affectation moyen, π-‐conteneur Π et segment.

La couche 3 « Opération de Réseau » va donc valider la possibilité d’effectuer le premier segment par vérification de la disponibilité du moyen de transport et de sa capabilité à traiter le π-‐conteneur. Puis, elle passera au deuxième segment et ainsi de suite. Si un segment ne peut pas être opéré, elle remontera cette information à la couche 4 « Routage », qui devra définir un nouveau routage sous la forme d’une somme de segments à opérer et redescendre cette nouvelle information à la couche 3.

La couche 2 « Liaison » va générer les ordres de mouvement liés à la validation de l’acheminement réalisé à la couche 3.

La couche 1 « Physique » va permettre de remonter les données de passage réel des π-‐conteneurs aux différents routeurs mobilisés par la route déterminée au niveau 4.

Les informations de suivi et d’orientation s’enchaineront ainsi jusqu’à la réception de l’ensemble des conteneurs et chacun peut imaginer la suite jusqu’à l’hypermarché.



5 Un élément clé de l’Internet Physique : le routeur Rail-‐Route

Les quinze dernières années ont été marquées par une augmentation du volume de transport de fret par la route, ce qui représente une incompatibilité sur le long terme avec la volonté de migrer vers un transport de fret qui soit durable. La route s’étant imposée grâce à la souplesse d’utilisation qu’elle offre, notamment en terme d’horaire et de taille de marchandises transportées, il est nécessaire d’offrir une alternative performante sous la forme de systèmes logistiques multimodaux capables de réduire significativement la rupture de charge qui est actuellement mal maitrisée. Bien que chaque mode de transport doive être optimisé, seule la multi modalité, autrement dit le recours efficace à différents modes de transport isolément ou en combinaison, débouchera sur une utilisation optimale et durable des ressources. Comme décrit dans le paragraphe 2.2.2, l’Internet Physique s’inscrit dans cette volonté de rendre le transport de fret multimodal aussi efficace que possible.

De manière générale, un système automatisé intelligent rail-‐route pour le transport des marchandises réduit les interventions humaines, et limite les ruptures, les erreurs, les transferts, etc. Tout comme l’Internet digital a permis d’accélérer un grand nombre de processus de recherche d’information de la vie courante, l’internet physique veut faire de même dans le domaine du transport de fret en automatisant un maximum d’opérations et en améliorant l’interopérabilité des systèmes (systèmes transport, systèmes de tri et de routage, etc.). Dans cette partie nous allons présenter un élément important de l’Internet Physique le hub rail-‐route qui est en partie ce que le routeur TCP/IP est à l’Internet.

Dans un premier temps nous analyserons la littérature abondante sur la multi modalité puis nous proposerons un concept de hub pour rames qui sera décliné dans une version et dont les performances seront évaluées pour différentes configurations avant d’en proposer des extensions.

5.1 La multi modalité ferroviaire : un sujet ancien mais aux enjeux nouveaux

L’intégration du transport ferroviaire dans un service multimodal est une question très ancienne qui a connu des périodes très différentes avec des services qui se sont développés avant de se réduire et peut être de se redévelopper. A titre d’information on pourra se référer aux services de messagerie offerts par la SNCF au lendemain de la deuxième guerre mondiale (LVR, 2005).

Nous allons maintenant examiner plus en avant l’analyse des difficultés actuelles de la multi modalité fer route puis les voies explorées par la recherche, notamment sur la réalisation du transfert modal.

5.1.1 Les solutions actuelles et les points durs de la multi modalité fer route

Si la part modale du transport ferroviaire pour ces marchés traditionnels est d’ores et déjà très élevée, ces marchés ne représentent quant à eux que 5% du total du trafic en surface (tonnes-‐km) pour l’Europe des Quinze (Savy and Aubriot, 2005). Le potentiel



de croissance du transport intermodal réside plutôt dans des marchés concernant des flux de moyennes distances (entre 200 et 500 km), pour des denrées périssables ou de grande valeur, des marchandises en relativement petites quantités ou des flux qui demandent une grande vitesse de livraison et une grande flexibilité. Les marchés pour ce type de flux est immense et grandit chaque jour davantage, alors que la part de marché du transport intermodal pour ces flux reste négligeable (European Commission, 1998, Cardebring et al., 2002).

Le transport de fret intermodal peut être défini comme le mouvement de biens en une seule et même unité de charge par le biais de plusieurs modes de transport différents utilisés successivement sans toucher aux biens eux-‐mêmes lors du transfert entre ces modes (European Commission, 1997).

La tendance qui a longtemps perduré auprès des opérateurs intermodaux consistait à se focaliser sur les liaisons point à point, ce qui implique que toutes les unités de marchandise chargées sur un train à l’origine ont la même destination. Si un tel système peut se révéler sûr et efficient du point de vue de son coût et du temps de transport, il requiert un taux constant et un fort volume de marchandises sur des itinéraires spécifiques.

Les marchés traditionnels pour le transport intermodal concernent de larges flux de marchandises (surtout des marchandises pondéreuses ou dangereuses) à transporter sur de relativement longues distances (de plus de 700 km), ou encore des flux en provenance de très larges terminaux de départ comme peuvent l’être les ports maritimes ou fluviaux et parfois les aéroports.

L’implémentation des réseaux hub-‐and-‐spoke dans le transport intermodal est suggérée par plusieurs auteurs (Beisler, 1995) et (Cardebring et al., 2002, Bontekoning and Kreutzberger, 2001, Bontekoning and Kreutzberger, 1999) ainsi que (European Commission, 1997) comme l’une des solutions potentielles pour augmenter la part de marché du fret concerné par cette solution. L’organisation d’un réseau hub-‐and-‐spoke diffère de l’organisation traditionnelle du transfert route-‐rail en ce qu’elle implique l’arrivée et le départ synchronisé des trains par groupes permettant la concentration des opérations d’échange de marchandises dans un espace-‐temps restreint. Si ces réseaux sont étudiés de manière intensive au sein de l’industrie aérienne, il n’en va pas de même en ce qui concerne le fret en surface, où leur potentiel est pourtant immense. D’où un intérêt croissant pour la question depuis maintenant quasi deux décennies, mais surtout ces dix dernières années.

Les opérations d’échange de marchandises ont été analysées notamment lors du transfert au sein de hubs intermodaux route-‐rail (Brunner, 1994, Rizzoli et al., 2002).

Un réseau hub-‐and-‐spoke est défini comme suit : des trains avec des unités de marchandises pour diverses destinations arrivent à un terminal d’échange depuis diverses origines. A ce terminal d’échange, soit les wagons soit les unités de marchandises sont échangées entre les trains de telle sorte que les unités de marchandises qui sont adressées à une même destination soient regroupées dans le même train. Ces échanges ont lieu entre des trains appartenant à un même groupe.



Les arrivées et les départs des trains appartenant au même groupe sont synchronisés dans une même fenêtre temporelle (Bontekoning and Kreutzberger, 1999).

Les avantages des réseaux hub-‐and-‐spoke, comparés aux réseaux point-‐à-‐point, sont multiples : une plus grande fréquence de service par relation, une augmentation du nombre de relations entre des points, surtout celles qui desservent des flux relativement mineurs, et des économies d’échelle. En effet, chaque terminal d’origine, à nombre de trains égal, est désormais en mesure d’offrir plus de connexions vers des destinations différentes grâce au hub auquel il est relié. Le fait de pouvoir regrouper de faibles volumes de marchandises vers une seule et même destination permet de desservir cette destination alors même que ces faibles volumes ne peuvent pas justifier une connexion point-‐à-‐point. Les terminaux à destination sont quant à eux desservis par plus de terminaux aux origines diverses, ou plutôt que d’augmenter les fréquences, il est aussi possible d’augmenter la taille des trains.

Le problème principal réside dans les temps de transfert, qui sont encore trop importants. Il y a là une marge importante d’optimisation qu’il s’agit d’explorer, puisqu’en Europe les opérations de triage qui représentent une large part du temps total de transport. Un second problème réside dans le surcroit de trajet engendré par le fonctionnement en hub and spoke tel que mentionné dans la partie

Dès les années 1990 un nouveau type de terminal intermodal a été introduit en Europe, spécifiquement conçu pour les réseaux hub-‐and-‐spoke, Ce type de terminal peut avantageusement remplacer ces opérations de triage si coûteuses en temps. Au sein de ces terminaux des charges sous des formes standard (conteneurs, swap bodies, semi-‐remorques), sont transférés de manière d’un train à l’autre sans toucher aux wagons. Des études portant sur ce nouveau type de terminal montrent qu’il s’avère plus efficace que les gares de triage traditionnelles (European Commission, 1997, Bontekoning and Kreutzberger, 2001, Bontekoning et al., 2004) et (Jourquin et al., 1999) car les opérations d’échange traditionnelles ont lieu en fonction d’horaires qui ne sont pas optimisés ni synchronisées comme pour le réseau hub-‐and-‐spoke.

Notons au passage que dans l’industrie aérienne l’arrivée des camions doit aussi se faire de manière synchronisée selon une fenêtre temporelle prédéterminée en fonction des horaires de départ des avions, de façon à maintenir la ligne de tri et de chargement active tout en minimisant la file d’attente des marchandises qui attendent leur traitement. Les marchandises sont consolidées dans des conteneurs aériens pour être ensuite chargées à bord des aéronefs. Cette opération a pour nom « tri » (sort), et elle diffère de celles concernant le transfert intermodal en surface en ce que le processus de tri s’effectue en continu dans la fenêtre temporelle et non pas par un cumul d’opérations d’échange discrètes.

Seulement trois réseaux internationaux hub-‐and-‐spoke ont été ouverts en Europe dans les années 1990, et deux ont depuis fermé leurs portes en 2004 pour des raisons que nous n’avons pas réussi à déterminer.



5.1.2 Les nouvelles opérations multimodales

Le rail ayant pour avantage sur la route de consommer beaucoup moins d’énergie, et de générer beaucoup moins de gaz à effet de serre, la politique européenne actuelle vise à augmenter la part des marchandises transitant par le rail. Il existe de nombreuses façons de transborder une marchandise de la route au rail. Ici seront présentées deux méthodes différentes, avec leurs avantages et leurs inconvénients.

Dans le système autrichien RoLa (Rollende Landstrasse), les camions montent par l’arrière du train, l’un après l’autre et peuvent passer entre les wagons grâce à des bogies renforcés. Les chauffeurs des camions sont rassemblés dans un wagon à l’avant du train. L’avantage de ce système est de pouvoir aller d’un point A à un point B avec le même chauffeur et le même camion. Cependant, le camion et le chauffeur sont mobilisés pendant tout le trajet en train, sans utilité. De plus, les camions se bloquant entre eux, le premier camion à être entré doit sortir en dernier. Cela amène des difficultés importantes dans le cas d’une desserte avec plusieurs arrêts .

Le Wagon français Modalohr est un wagon pivotant renforcé qui permet de charger les remorques de manière directe sans les tracteurs. Le semi-‐remorque monte sur le wagon qui a pivoté de 30 degré, lâche sa remorque, et repart. Pour décharger, le camion vient en marche arrière, raccroche sa remorque et part.

Le principal atout de ce système est que tous les camions peuvent charger simultanément le train. Le temps de chargement d’un train en est réduit à trente minutes, dans le cas où le terminal est aussi long que le train. Le principal avantage de ce système en est la vitesse de chargement. De plus, le camion et le chauffeur ne reste pas sur le train et peuvent être utilisés pour d’autres trajets. Cependant, la remorque doit être récupérée à l’arrivée. Cela demande d’avoir un autre camion qui vient chercher le chargement à la destination. Les terminaux sont d’ailleurs assez conséquents. Un terminal complet mesure 800 mètres de long et 60 mètres de large, afin de pouvoir charger/décharger des deux côtés du train, et sur toute sa longueur. Des terminaux plus petits, soit sur une longueur plus restreinte, soit seulement sur un côté (moins larges) sont également envisageables. Ils nécessitent cependant plus de temps de chargement/déchargement.

Les éléments présentés ci-‐dessus montrent des solutions multimodales relativement lourdes du fait des volumes et des investissements envisagés. Ces solutions sont d’autant plus difficiles à mettre en œuvre que le fret ferroviaire est en déclin, ce qui crée la nécessité d’une rupture importante difficile à mettre en œuvre comme indiqué par (Bontekoning and Priemus, 2004).

On constate cependant qu’il est possible en partant sur un concept simple de caisses mobiles, de manutention par stacker et de liaisons point à point de démarrer des activités de ferroutage pour des produits de grande consommation, voir par exemple les opérations de la société TAB (TAB, 2010). Ce nouveau type de prestation est une illustration des solutions qui peuvent se développer suite à la séparation entre l’infrastructure et les opérateurs ferroviaires et qui présentent des avantages en délai, en coût et réduction des émissions de l’ordre de 50% (ADEME, 2007b, ADEME, 2007c).



5.1.3 Les recherches actuelles pour l’utilisation du rail

Le transfert intermodal est fortement promu par les politiques publiques à l’échelle européenne pour des raisons environnementales, d’efficience économique et en raison des avantages qu’une telle coordination offre sur des options purement monomodales pour gérer les flux toujours croissants du transport de marchandises (OECD, 1997).

De ce fait, la Commission Européenne a fondé un nombre important de travaux de recherche en transport intermodal au cours de la dernière décennie. Un certain nombre de manuels et de textes de référence en transports traitent également la question du transport intermodal comme une question à part entière (Button, 1994, Coyle et al., 2000).

Nous pouvons remarquer un certain nombre de caractéristiques qui contribuent à l’efficience du fret intermodal :

- la division des tâches entre les modes, avec les trajets de plus courte durée assumés par la route tandis que ceux de plus longue durée sont assumés par le rail, qui du fait d’unités de transport plus larges demande une plus forte agrégation de flux de provenances diverses pour réduire les coûts. En dépit de la distance souvent bien plus courte, les coûts du transport par la route représentent souvent une large part du coût total du transport (25 à 40%). Ces coûts limitent sévèrement l’intérêt du transport multimodal comparé à un trajet totalement effectué par la route, et il est primordial de les réduire puisqu’ils affectent directement la compétitivité du transport intermodal (Morlok et al., 1995, Morlok and Spasovic, 1994) et (Spasovic and Morlok, 1993, Nierat, 1997). Des économies substantielles peuvent être réalisées en regroupant les voyages d’une manière plus centralisée pour éviter notamment les retours à vide. En ce qui concerne le tronçon rail, fait en général de longues distances, bien qu’au départ l’on ait assisté à une concentration des terminaux et des corridors de fret (Slack, 1990), un certain nombre d’auteurs dénoncent cette concentration en ce qu’elle n’apporterait pas les économies d’échelle escomptées (Howard, 1983, Slack, 1999). La localisation des terminaux est également une question épineuse du point de vue de la performance globale du réseau, sur laquelle se penchent un certain nombre d’auteurs, mettant en évidence, entre autres, que la localisation d’importants clients potentiels est un facteur décisif dans le choix d’implémentation (Rutten, 1995, Van Duin and Van Ham, 1998, Arnold and Thomas, 1999) ou (Meinert et al., 1998).

- des horaires synchronisés et sans rupture de charge pour les divers modes, de manière à ce que la marchandise n’ait pas besoin d’être stockée ni maniée pendant tout le trajet de son origine à sa destination finale (Bontekoning, 2000a, Bontekoning, 2000b).

- l’usage d’unités de chargement standard, ce qui augmente l’efficience, car si les charges peuvent être transférées sans peine entre des équipements de transport et de transfert standards, elles pourront aisément switcher entre n’importe quelle séquence de différents modes, ce que ne pourra être fait aussi



facilement pour des cargaisons qui requièrent un équipement dédié spécial pour les traiter (Betak et al., 1998).

- les techniques de transfert de chargement et la manière dont elles contribuent au design optimal des équipements au sein des terminaux (Ferreira and Sigut, 1995, Woxenius, 1998, Bontekoning, 2000b, Bontekoning, 2000a) et (Meyer, 1998).

- une gestion de la chaîne multi-‐acteurs. Le niveau de complexité est plus fort au sein de chaînes intermodales impliquant un nombre d’acteurs plus important, chacun contrôlant une partie de la chaîne et entre lesquels la coordination pose parfois problème, notamment en cas d’absence notable de leadership (Wiegmans et al., 1999, Taylor and Jackson, 2000, Woxenius, 1994). Les ICT offrent ici de nouvelles possibilités cruciales pour le support des tâches de contrôle et de coordination au sein de la chaîne intermodale (Hengst-‐Bruggeling, 1999, Dürr, 1994). La question de la responsabilité, notamment légale, en cas de problème, reste également une question difficile pour ces chaînes intermodales complexes (Kindrer and Brooks, 1997, Asariotis, 1998, European Commission, 1999).

Chacune de ces caractéristiques a pu être identifiée et traitée dans la littérature, et quelques autres études traitent également la question du choix modal et des stratégies fixant les prix du transport (Tsamboulas and Kapros, 2000, Murphy and Daley, 1998, Evers and Emerson, 1998, Evers et al., 1996), ainsi que des politiques publiques qui orientent la planification des transports de marchandises en Europe. Pour une approche comparative générale du développement du transport intermodal en Europe voir (Charlier and Ridolfi, 1994, Bukold, 1996).

Dans deux études sur un axe dédié puis d’un réseau fret AxeFret (Salini, 2006) et RésoFret (Salini, 2008) examinent la faisabilité d’une amélioration significative de la compétitivité du transport combiné rail-‐route dans le cadre d’un axe dédié au transport ferroviaire de marchandises. Les objectifs de l’étude sont de fournir une qualité de service comparable à la route. Pour ce faire, l’étude s’est concentrée sur un axe nord sud en France, entre Lille et les Pyrénées. Plusieurs scénarios impliquant des investissements plus ou moins importants, ont été étudiés et montrent qu’un axe de fret devient rentable à partir de 25 milliards de tonne kilomètres. Le niveau de trafic influence fortement la rentabilité de l’axe, et en dessous d’un certain niveau, le péage ne permet plus d’amortir l’infrastructure. Les projets de nouvelles formes de train et de système de chargement déchargement sont particulièrement importants, également dans l’organisation et la gestion des gares, qui reste un défi essentiel et sur lequel nous nous pencherons dans le paragraphe suivant.

Le projet résofret, lancé en 2008 évalue lui aussi la faisabilité et la rentabilité du transport combiné, mais désormais dans une logique de réseau utilisant le réseau des trains « Corail », sous l’hypothèse de l’évolution structurelle de l’offre de transport ferroviaire de passagers et d’une optimisation des circulations de trains de marchandises. La problématique est alors d’étudier la mise en œuvre d’une offre de transport combiné rapide cadencée à haute fréquence utilisant des sillons identiques à ceux des trains « Corail ».



On note par ailleurs à l’étranger des innovations possible sur les moyens de transport et d’infrastructure avec du transport de conteneur à l’unité par solution wagon automoteur magnétique (Atomics, 2006). Cette innovation est cependant en dehors du périmètre du hub étudié ici.

On doit donc constater que la définition d’une plateforme multi modale performante reste un enjeu important pour le développement du ferroviaire sur des marchandises à forte valeur ajouté et ce d’autant que l’on arrive à un moment où la pression des critères environnementaux s’ajoute aux autres.

5.1.4 L’apport de l’Internet Physique à l’intermodalité rail-‐route

Dans un contexte rail-‐route, l’ajout d’étiquettes informatiques aux conteneurs permet tout d’abord d’ajouter de l’intelligence dans les mouvements de manutention et de stockage de ces conteneurs à l’intérieur d’un hub rail-‐route. En effet, différentes opérations peuvent être automatiquement déclenchées et effectuées dès qu’un conteneur approche d’un senseur du hub qui va lire son étiquette informatique et son contenu (notamment, la destination des marchandises contenues dans le conteneur). Un hub rail-‐route traite donc toutes les informations relatives aux marchandises entrantes et effectue des actions en fonction de ces différentes informations.

La plus grande flexibilité offerte dans le dimensionnement des conteneurs de l’Internet Physique permettra une meilleure interaction entre la demande en transport (colis, palettes, etc.) et l’offre (l’infrastructure de transport associée). L’utilisation de conteneurs de différentes tailles donnera également une plus grande flexibilité dans les opérations de traitement, de manutention, de routage et de stockage dans les différents hubs rail-‐route qui composent l’Internet Physique rail-‐route. Cette automatisation des opérations doit permettre une réduction des coûts opérationnels tout en amenant en même temps un gain de temps et une amélioration des procédés logistiques en terme de relation input/output et de précision.

Enfin la connaissance en temps réel des différents éléments du réseau rail-‐route, et en particulier la performance des hubs rail-‐route de ce réseau, permet de mettre en place des algorithmes de routage adaptatif pour assurer un transport optimal des marchandises, quelles que soient les conditions du système logistique et de ses éléments clés. En effet, un hub rail-‐route communique à tout moment avec les autres nœuds de l’Internet Physique en leur fournissant des informations relatives à son aptitude, à sa capacité et à sa performance. Une telle communication entre les éléments du réseau rail-‐route permet de prévenir les goulots d’étranglement mettant à mal la performance du système entier et assure sa résilience.

5.2 Les fonctionnalités d’un π-‐hub : rail-‐route

Un hub de l’Internet physique est un nœud de réseaux logistiques qui manipule, si nécessaire, des conteneurs depuis des moyens entrants vers des moyens sortants. Par les choix d’affectation des conteneurs à des moyens, le π-‐hub réalise également le routage des π-‐conteneurs à l’aide de sa table de routage.



C’est une fonctionnalité qui s’approche des hub tels que connus dans l’aérien ou les opérations de cross dock bien qu’elle s’en distingue néanmoins par trois aspects majeurs :

- la manipulation de marchandises exclusivement conteneurisées ; - un fonctionnement asynchrone (toutes les marchandises n’ont donc pas

besoin d’arriver, puis d’être déchargées, triées et rechargées dans une fenêtre) ;

- la topologie du réseau.

5.2.1 Les services rendus par le π-‐hub

Un π-‐hub possède plusieurs services rendus pour différentes couches de l’OPSI.

Ces fonctions commencent au niveau physique avec la réception, la préhension et le transit des conteneurs à l’intérieur du hub au niveau physique. A chaque opération des vérifications de cohérence sont réalisées entre la position lue et la position attendue et le statut du conteneur.

La couche des opérations de réseau est particulièrement importante dans un routeur puisqu’elle décide, pour chaque conteneur sur son prochain segment, de l’affectation d’un moyen particulier à cette fin. C’est donc à ce niveau que pourra être organisé le transit dans le hub pour que le conteneur soit présenté sur un quai de sortie en temps voulu : la rame ou le moyen routier sur lequel il aura finalement été affecté.

S’il arrive qu’un conteneur qui doit aller du hub à B et que la liaison ne pourra pas être assurée par le segment déterminé, un nouveau routage aura été déterminé avant l’entrée dans le hub. Par exemple, si le segment préférentiel suivant est par une rame directe il pourra y être substitué des segments ferroviaires moins directs ou la route vers B qui réalise alors une fonction d’écrêtage, voir (Groothedde et al., 2005) pour un algorithme de ce type.

Une fonction majeure du hub à travers le choix des opérations de réseaux des conteneurs sur le segment suivant est la mise à jour de la route, et de fiabiliser le transport du conteneur de bout en bout.

Pour ce faire un hub a besoin d’informations constamment à jour sur l’aptitude et la performance des segments auxquels il est directement lié par la table de routage également à jour. Ainsi chaque hub reçoit pour chaque type de conteneur, des hubs destinataires:

- L’aptitude à accepter le type de conteneur ; - Le délai de traitement requis en fonction de son niveau d’activité ; - Le délai proposé pour la réalisation du segment demandé ; - Le taux de saturation du hub ; - Le taux de saturation du segment demandé ; - Les alertes en cours le cas échéant : météo, social, etc.

De manière réciproque le hub sera amené à déclarer ses aptitudes et performances à ses usagers : hubs, moyens de transport, et autres interfaces directes.



Le hub renvoie également des informations à des niveaux supérieurs pour permettre le suivi des conteneurs, des expéditions et la facturation des services aux clients concernés.

Ce court descriptif se limite à la fonction « hub » et ne prend pas en compte les fonctions associées du type stockage (hors temps nécessaire au passage) ou composition décomposition.

A ce niveau, le principe reste identique quels que soient les moyens employés dans le hub et pour les trajets inter hubs : trains, camions, navires, etc.

5.2.2 Typologie des hubs de l’Internet Physique et positionnement du hub rail route

En se concentrant uniquement sur la fonction hub d’un site Internet Physique, il existe une variété de cas possibles suivant les moyens de transports présents en entrée et en sortie et les volumes des conteneurs qui en découlent. Les hubs peuvent être classés par deux grandes variables :

1. Les infrastructures et les moyens de transport qui sont reliés entre eux par le hub ;

2. La taille des conteneurs gérés.

Ces variables définissent la capabilité globale d’un hub (maritime, fluvial, ferroviaire, routier) et les familles de tailles de conteneurs manipulés.

La Figure 15 : positionnement de différents hubs montre des zones possibles de hubs des familles de tailles de conteneurs et par type de transport. Ainsi un hub uni modal fonctionnera dans une bande en diagonal alors qu’un hub multimodal est représenté par un trapèze. Les hubs représentés sont sans fonctions de composition / décomposition de conteneurs.



Figure 15 : positionnement de différents hubs uni modaux

Au niveau des hubs rail route leur domaine potentiel (conteneur, moyen) est défini par la Figure 16.

Deux grands niveaux de hub peuvent être envisagés pour les hubs rail route :

1. Le premier niveau est fondé sur des conteneurs de 2,4m de largeur et s’adresse plus particulièrement à des flux inter régionaux ou euro régionaux.

2. Le second niveau permet de manipuler des conteneurs de la famille de taille inférieure et à ce titre s’adresse plus particulièrement aux zones urbaines denses.

Naturellement la fonction composition / décomposition permet de faire le lien entre les niveaux.



Figure 16 : le domaine des hubs rail route avec fonctions de composition /et de décomposition

5.2.3 Choix d’un hub rail route

Il s’agit d’un hub multi modal car c’est un des points difficiles dans tout programme de passage vers le transport ferroviaire mais sans opération de composition décomposition pour avoir une structure simple. La Figure 17 : positionnement du hub rail route retenu montre la famille de conteneurs traitée (l = 2,4m) et les moyens de transport concernés : rame ferroviaire et de semi-‐remorque à camionnette.

Ce choix permet de :

- s’appuyer sur des conteneurs proches des formats existants 20ft et 40ft ; - d’utiliser des wagons plats existants (dans un premiers temps) ; - d’avoir une double accessibilité latérale ; - travailler sur une gamme de conteneurs de 7 à 70m3 ;

Figure 17 : positionnement du hub rail route retenu

5.2.4 Concept des flux et organisation

Une des difficultés des opérations de tri entre voies ferrées, sans parler de l’adjonction d’une sortie routière, est le nécessaire croisement de flux « lourds ». Cette difficulté est résolue de différentes manières suivant les technologies de triage mais elles ont toutes en commun de partir du principe d’un tri sur plusieurs voies car il y a, à chaque instant, une bijection entre l’origine ou la destination et une voie.

Les travaux de recherche menés dans ce domaine montrent d’une part la complexité des opérations de tri des wagons (Ballot and Fontane, 2006) et d’autre part la nécessité d’atteindre une taille critique pour avoir un intérêt à passer par un centre



de tri, ce qui constitue un frein important à l’adoption de ces technologies (Jeong et al., 2007) ou (Bontekoning and Priemus, 2004).

Pour dépasser ces limites, le concept présenté s’organise autour d’une seule voie et d’un découpage des opérations du π-‐hub en quatre zones fonctionnelles. Tel que le montre la figure ci-‐dessous, le π-‐hub est organisé autour d’une zone bimodale route-‐rail, d’une zone-‐bimodale rail-‐route, d’une zone unimodale post-‐rail et d’une zone unimodale pré-‐rail. Les zones bimodales et unimodales sont aménagées de part et d’autre de la voie ferrée.

Figure 18 : modèle conceptuel agrégé d’un π-hub rail-route de base

Les deux zones supérieures sont des zones intra ferroviaires, et les deux zones inférieures sont des zones d’interface entre la route et le fer. La rame qui rentre dans le hub rencontre en premier lieu la zone gauche qui est une zone de déchargement en intra ferroviaire en partie supérieure et vers la route en partie inférieure. Après s’être décalée de zone la rame rencontre la zone de rechargement, soit depuis la route partie inférieure, soit depuis le rail en partie supérieure.

On note dès à présent qu’il n’y a pas de flux route-‐route sur le schéma représenté car il n’est pas prévu à ce stade mais pourrait être ajouté sans difficulté.



Figure 19 : modèle conceptuel d’un π-hub rail-route de base

La taille des zones peut être ajustée pour faire face à la croissance du trafic entre 1 conteneur, 1 wagon ou et 1 rame.

Cette description fonctionnelle peut être réalisée de différentes manières d’un simple stacker à des installations automatisées de transit.

5.3 Illustration d’une conception possible pour un type de routeur rail route

La cadre conceptuel décrit en section précédente permet une multitude de variantes d’implantation de π-‐hubs rail-‐route, dépendant des technologies et des capacités implantées, ainsi que de la stratégie opérationnelle sélectionnée. Ci-‐après est décrit un design potentiel, à la fois simple et porteur de performances bien au-‐delà de ce qui existe actuellement.

5.3.1 Design macroscopique du π-‐hub rail-‐route

De manière à bien saisir le design, il faut commencer par une vue macroscopique, telle que présentée en Figure 20. Le π-‐hub est implanté sur une voie d’accès en parallèle de la voie ferroviaire principale, ne perturbant en rien le trafic sur cette voie. En complément il peut exister des voies d’attente d’arrivée des rames au π-‐hub et de départ des rames vers la ligne. Les π-‐trains arrivant au π-‐hub ne sont jamais démembrés. Leurs π-‐wagons restent toujours attachés, notion de rame. Lorsque le déchargement et le rechargement de π-‐conteneurs sont terminés, les π-‐trains repartent simplement sur la voie d’accès, puis réintègrent la voie ferroviaire qui permet de rejoindre la grande ligne.



Figure 20 : illustration macroscopique du π-hub rail-route

Tel que décrit en section 5.2, le π-‐hub rail-‐route est lui-‐même composé de deux π-‐hubs. L’un spécialisé dans le déchargement des π-‐conteneurs et leur transfert vers la route ou vers l’autre π-‐hub spécialisé dans le chargement des π-‐conteneurs. Tel qu’illustré à la Figure 21, chacun de ces deux π-‐hubs a été élaboré de manière à traiter cinq π-‐wagons en même temps, tant en déchargement qu’en chargement. Ainsi, à la Figure 21, on voit la π-‐locomotive arrêtée de telle sorte que les cinq premiers π-‐wagons sont en place dans le π-‐hub bimodal rail→(rail-‐route) introduit Figure 17, lequel est bien structuré en zones alignées sur chacune des localisations de π-‐wagons. La décision du nombre de zones permettant le traitement de 5 π-‐wagons de façon simultanée est une première décision importante de design, tout comme la structuration en de telles zones.

Figure 21 : vue du π-hub rail-route à l’arrivée d’un π-train de 25 π-wagons au temps 0

5.3.2 Les dimensions de π-‐conteneurs traitées par le π-‐hub rail-‐route12

Une autre décision stratégique de design du π-‐hub rail-‐route est la gamme de π-‐conteneurs et de π-‐wagons qu’il acceptera de traiter. Le design élaboré se limite à des

12 Les dimensions sont des ordres de grandeur des dimensions utiles



π-‐conteneurs de 2,4 mètres de haut et de 2,4 mètres de large, avec des longueurs possibles de 1,2 mètre, 2,4 mètres, 3,6 mètres, 4,8 mètres, 6 mètres et 12 mètres. Il se limite à des π-‐wagons ayant une capacité dimensionnelle effective de 2,4 mètres de large et de 18 mètres de long. Il se limite aussi à ne pas empiler les conteneurs de 2,4m de haut. Ceci implique qu’un π-‐wagon contient au maximum un seul π-‐conteneur de haut et de large, et au plus 15 π-‐conteneurs, les plus courts à 1,2 mètres de long. Ceci implique aussi qu’opérationnellement, comme le montre Figure 21, il n’y a jamais d’obstruction en largeur ou en hauteur pour l’entrée ou la sortie d’un π-‐conteneur d’un π-‐wagon, ce qui est un facteur important de simplicité et de productivité.

5.3.3 Design systématique du π-‐hub rail-‐route

Le design du π-‐hub exploite rigoureusement le modèle conceptuel décrit en section 5.2. Cette section décrit systématiquement le design du π-‐hub à travers l’exploitation d’un exemple de π-‐train que le π-‐hub doit servir, le déchargeant des π-‐conteneurs devant transiter par le π-‐hub, et y chargeant les π-‐conteneurs devant quitter le π-‐hub sur ce π-‐train.

D’abord, la Figure 21 montre l’état initial du π-‐hub à l’arrivée du π-‐train. On y remarque d’entrée de jeu qu’un nombre de π-‐camions et de π-‐camions-‐remorques sont stationnés au quai de la π-‐passerelle hub→route (voir Figure 19), attendant le chargement de π-‐conteneurs devant leur être transférés. Elle montre aussi dans sa portion droite un ensemble de π-‐conteneurs stationnés dans les π-‐trieurs pré-‐rail et route→rail, en accord avec la logique conceptuelle illustrée en Figure 19.

Les quatre π-‐hubs constituants sont tous représentés par une matrice de cinq par cinq, où chaque position de la matrice correspond à l’espace d’un π-‐wagon. Conceptuellement, à travers une π-‐passerelle, les π-‐wagons sont glissés hors de leur π-‐wagon jusqu’à l’alvéole adjacente, puis le π-‐trieur prend en charge leur mouvement vers la destination appropriée, et lorsque pertinent, ils sont pris en charge par une π-‐passerelle les glissant sur leur π-‐camion, π-‐remorque ou π-‐wagon sortant. Technologiquement, il existe de nombreuses alternatives permettant de réaliser ces prises en charge, variant entre les technologies convoyeuses et véhiculaires. Ces choix technologiques ne font pas l’objet de la présente phase de la recherche.

Sur le plan opérationnel, le π-‐hub rail-‐route élaboré exploite un temps de takt fixe pour chaque cycle partout dans son enceinte, ici fixé à une minute, puis à 45 secondes. Ce temps de takt (de cadencement) discipline toutes les opérations, allouant le même temps à chacune de celles-‐ci :

-‐ Déchargement d’un π-‐conteneur, d’un π-‐wagon, d’un π-‐camion ou d’une π-‐remorque;

-‐ Glissement d’un π-‐conteneur d’une extrémité à l’autre d’un π-‐trieur ; -‐ Glissement d’un π-‐conteneur d’une extrémité à l’autre d’une π-‐passerelle ; -‐ Chargement d’un π-‐conteneur sur un π-‐wagon, un π-‐camion ou une π-‐

remorque.



Ce temps de takt d’une minute régularise la dynamique opérationnelle du π-‐hub. Par exemple, assumant que l’arrivée du π-‐train telle qu’illustrée en Figure 21 correspond au temps 0, la Figure 22 illustre l’état au temps 1. On y remarque en portion gauche inférieure que cinq π-‐conteneurs ont été déchargés de leur π-‐wagon entrant et localisés sur la position adjacente dans le π-‐trieur hub→route alors que trois π-‐wagons sont au même stade dans le π-‐trieur post-‐rail dans la portion supérieure gauche. La stratégie opérationnelle limite ici le déchargement ou le chargement simultané de π-‐conteneurs non adjacents sur leur π-‐wagon afin d’éviter les complications techniques pour affréter et désaffréter un π-‐conteneur, ce qui est illustré en Figure 22.

Figure 22 : état du π-hub rail-route au temps 1-minute après l’arrivée d’un π-train

En fonction du temps de takt, une minute plus tard, les π-‐conteneurs sortis de leur π-‐wagon au temps 1 sont maintenant rendus à leur destination dans leur π-‐trieur respectif. Parallèlement fut sortie une deuxième vague de π-‐conteneurs de leur π-‐wagons respectifs. La Figure 23 montre ainsi l’état résultant au temps 2.



Figure 23 : état du π-hub rail-route au temps 2-minutes

Une fois à l’extrémité du π-‐trieur hub→route, au prochain cycle les π-‐conteneurs sont pris en charge par la π-‐passerelle hub→route pour les acheminer au pied de leur π-‐camion ou π-‐remorque de sortie. Tel qu’illustré en Figure 24, ceci implique ici une rotation à 90 degrés des π-‐conteneurs afin de les aligner avec leur π-‐transporteur affecté, sauf pour les π-‐camions stationnés à l’extrémité gauche de la π-‐passerelle. Pendant que ces opérations s’effectuent, les π-‐conteneurs de 2e vague juste sortis de leur π-‐wagon sont glissés à l’extrémité de leur π-‐trieur respectif, et les π-‐conteneurs de 3e vague sont débarqués de leur π-‐wagon si une telle 3e vague est nécessaire. Cette série de cycles se poursuit jusqu’à ce que tous les π-‐wagons entrants soient vidés des π-‐conteneurs devant être transités au π-‐hub rail-‐route.



Figure 24 : état du π-hub rail-route au temps 3-minutes

Figure 25 : état du π-hub rail-route au temps 5, montrant l’avance du π-train de cinq π-wagons pour amorcer une seconde phase opérationnelle

Une fois tous les π-‐conteneurs transitaires déchargés, le π-‐train avance de cinq π-‐wagons pour entamer une nouvelle phase opérationnelle. Dans l’exemple illustré, ceci se produit au temps 5, tel que le montre la Figure 25. On y remarque que plusieurs π-‐camions-‐remorques ont déjà quitté le π-‐hub, chargés de leurs π-‐conteneurs affectés et que deux sont actuellement en voie de le quitter. On y voit aussi que les π-‐conteneurs devant embarquer dans la première vague de chargement de π-‐conteneurs dans des π-‐wagons ont préalablement été amenés par les π-‐trieurs respectifs en bordure de π-‐passerelle, prêts à embarquer dans leur π-‐wagon. Cette préparation se fait en temps masqué durant le séjour du π-‐train depuis l’origine des π-‐conteneurs transitaires jusqu’au π-‐hub.



Figure 26 : état du π-hub rail-route au temps 6, montrant le début de la seconde phase opérationnelle, avec déchargement et chargement simultanés

Une minute après l’avance du π-‐train, déjà une première vague de chargement et de déchargement est réalisée, tel que le montre la Figure 26. Les cycles se poursuivent jusqu’à ce que d’une part tous les π-‐conteneurs transitaires entrants soient déchargés de leur π-‐wagon respectif et que d’autre part tous les π-‐conteneurs transitaires sortants soient chargés dans leur π-‐wagon respectif, et que le π-‐train quitte le π-‐hub.

Figure 27 : état du π-hub rail-route au temps 17, montrant que durant les déchargements et chargements simultanés ont déjà commencé

les arrivées de π-conteneurs par route à transiter vers le prochain π-train entrant



L’opération du π-‐hub est perpétuelle, passant d’un π-‐train au suivant tout au long de son existence. Les cycles associés aux trains sont entrelacés, le π-‐hub commençant à traiter des π-‐conteneurs de futurs π-‐trains bien avant qu’ils arrivent et même avant que le présent π-‐train ne quitte le π-‐hub. C’est ce phénomène qu’illustre la Figure 27 en montrant l’état du π-‐hub au temps 17 où s’amorce la réception de π-‐conteneurs du prochain train alors que les opérations de chargement et de déchargement vont bon train sur l’actuel π-‐train. Finalement, la Figure 28 montre l’état du π-‐hub au départ final du π-‐train à peine 24 minutes après son entrée !

Figure 28 : état du π-hub rail-route au temps 24 au départ du π-train

L’annexe 8.2 présente la séquence totale des cycles associés au traitement du π-‐train ayant servi à soutenir la présentation du design systématique du π-‐hub rail-‐route.

En résumé, les grands éléments de design du π-‐hub rail-‐route à partir du modèle conceptuel de la section 5.2 sont :

-‐ Le positionnement du π-‐hub sur voie d’accès ; -‐ Le maintien de l’homogénéité du π-‐train, sans déconnexion ni connexion de π-‐

wagons ; -‐ La limitation de la gamme de π-‐conteneurs traités, ici stipulée à des π-‐

conteneurs de 2,4 mètres de large et de haut, avec des longueurs de 1,2, 2,4, 3,6, 4, 8, 6 et 12 mètres ;

-‐ La dimension maximale utile d’un π-‐wagon traité, soit ici 18 mètres, permettant au plus 15 π-‐conteneurs en même temps sur un π-‐wagon si ceux-‐ci ont tous une longueur de 1,2 mètre ;

-‐ La structuration en zones de chargements ou déchargements simultanés sur 5 π-‐wagons ;

-‐ La configuration des π-‐trieurs en matrices de cinq par x positions, où x est ici fixé à cinq, permettant le triage concourant d’au plus 25 π-‐conteneurs dans



chacun des quatre π-‐trieurs, pour un total d’au plus 125 π-‐conteneurs simultanément ;

-‐ L’exploitation rigoureuse d’un temps de takt T imposant le rythme d’avance des cycles opérationnels de chargement, de déchargement de déplacement, avec T ici fixé à une minute ;

-‐ La limite de déchargement ou de chargement simultané de π-‐conteneurs non adjacents sur leur π-‐wagon ;

-‐ Le positionnement et le dimensionnement des π-‐passerelles hub→route et route→hub, assurant le déplacement et la rotation si nécessaire des π-‐conteneurs ;

-‐ Le nombre et le positionnement des spots de stationnement des π-‐camions et π-‐camions-‐remorques aux π-‐passerelles, ici le nombre est fixé à 25 spots génériques de π-‐camions ou π-‐camions-‐remorques et à 5 spots réservés aux π-‐camions.

5.3.4 Modes de fonctionnement

Un hub rail route a pour particularité fondamentale de relier un mode de transport fonctionnant à heure fixe (sillon ou slot) avec un mode fonctionnant à heure variable (camion, fourgonnette, etc.).

Il y a donc dans ce type de hub un asservissement des flux du mode à horaire fixe vers le mode plus flexible. Les horaires des rames guident les arrivées des camions pour raccourcir les délais et limiter la saturation des espaces13.

Le mode de fonctionnement d’un hub rail route peut en outre varier suivant sa position dans le réseau.

En effet, un hub rail route proche d’une métropole pourra avoir des rames à destination uniquement de ce hub : par exemple du Havre ou de Lyon vers Paris, ce qui donne un rôle de terminus avec des manipulations de volumes beaucoup plus importants que dans le cas d’un rôle d’arrêt avec déchargement partiel. On a les mêmes rôles dans projet AxeFret sur l’axe Nord Sud étudié (Salini, 2006).

Au niveau du passage des rames, ceux-‐ci sont définis par l’allocation des sillons et donc totalement fixés à court terme. C’est pourquoi comme déjà mentionné, on doit imaginer pour préserver la performance économique un routage alternatif, voire un écrêtage routier pour passer les pointes du trafic.

Au niveau du chargement et déchargement, c’est-‐à-‐dire du choix des positions de conteneurs sur une rame plusieurs stratégies sont envisageables :

- bloc par destination identique (ensemble de plusieurs wagons qui seront déchargés au même hub). Cette stratégie permet de minimiser le temps de

13 De manière à protéger le hub, on peut imaginer, comme cela se pratique déjà sur les terminaux maritimes, des zones de rétention des camions ou conteneurs arrivés en avance ou de rétention des conteneurs pour les camions en retard pour protéger le fonctionnement du hub.



déchargement à destination mais induit des contraintes qui peuvent conduire à de la manutention de conteneurs ou à de la perte de capacité ;

- bloc par origine identique même principe que précédemment ; - bloc par type de conteneurs ; - …

Ces choix relèvent d’une étude plus détaillée du fonctionnement du hub et du réseau avec des outils de simulation de type simulation dynamique.

5.3.5 Eléments de performances

Il va de soi que la performance des hubs sera fonction non seulement de la stratégie qui pourra varier d’un hub à l’autre mais également du mix de conteneurs à traiter et de leur taille. Les tableaux ci-‐après donnent néanmoins des premiers éléments de cadrage des performances attendues d’un tel type de hub.

On considère ici des wagons d’une capacité équivalente de 3EVP, avec une longueur de 19,8m, constitués en rames de 30 wagons. L’hypothèse de volume utile par EVP : 2,4 x 2,4 x 6m et 20t de fret par EVP est une hypothèse haute sur des produits de grande consommation. La rame considérée reste inférieure en taille aux rames courantes en France ou à celle étudiées pour des éventuels couloirs de transport Europe–Asie par exemple (Nations Unies, 2006).

Tableau 4 : volume de fret pouvant transiter par le hub par le mode ferroviaire

Le Tableau 4 montre que les hypothèses de flux qui sont susceptibles de traverser le hub quotidiennement sont extrêmement importantes. Il convient de les décomposer en conteneurs pour identifier le nombre de mouvements de chargement et déchargement à réaliser quotidiennement suivant le format des conteneurs et le nombre de rame par jour, voir Tableau 5.



Tableau 5 : nombre de conteneurs maximum pouvant transiter par le hub par jour par le mode ferroviaire en fonction de la longueur du conteneur et avec l’hypothèse de

rame avec une seule longueur de conteneur

Il résulte du Tableau 5 que le nombre de chargement et déchargement peut être compris dans une fourchette de 1 à 10 suivant le type de conteneur présent. Il faudra donc que l’architecture et les moyens de manutention s’en accommodent.

Pour donner un ordre de grandeur de moyens à mettre en œuvre en face de différentes configurations de rames, le tableau suivant indique le nombre de mouvements et le temps nécessaire pour les réaliser. Les hypothèses retenues portent sur :

- le nombre de wagons traités simultanément (entre 1 et 15) ; - le nombre de postes capables de travailler en parallèle, ce nombre est

exprimé sur le nombre de postes traités simultanément de chaque côté en chargement (entre 2 et 150). Ce chiffre est à multiplier par deux pour avoir le nombre total de postes sur le hub ;

- le temps nécessaire pour traiter un conteneur au niveau de chaque poste de la passerelle rail-‐hub, soit 1 minute (hypothèse conservatrice car ce temps est tenable par un simple stacker) ou 45 secondes (hypothèse d’une installation avec transfert par ligne automatisée);

- le temps pour repositionner la rame d’un pas dans le π-‐hub, ce temps est compté entre 1’15” et 4’45” min. (vérification de la fin des opérations en cours, déplacement de x wagons, soit entre 20 et 300m suivant la taille du hub) ;

- le fait que les opérations en amont sur les π-‐trieurs et les π-‐passerelles hub-‐route ne sont pas bloquantes.

Suivant le principe de fonctionnement décrit ci-‐dessus, la rame est d’abord déchargée des deux côtés au niveau des x premiers wagons (5 sur les figures) puis la rame est avancée et lors des pas suivants les wagons sont chargés et déchargés simultanément, finalement le dernier pas ne fait que charger les derniers x wagons.

Les deux tableaux des pages suivantes montrent deux cas :

- le premier cas où les wagons sont déplacés par 15 et où 6 postes assurent le déchargement puis 6 postes le chargement

- le second cas où une installation plus automatisée prend les wagons par 5 en déchargement puis par 5 en chargement, avec 150 postes en parallèle.



Tableau 6 : exemples de temps de passage de rames en 4 déplacements, 6 stackers en chargement et 6 en déchargement et avec différents taux de déchargement et différents types de chargement en conteneurs (NA = temps trop long / journée)





Tableau 7 : exemples de temps de passage de rames où les wagons sont déplacés, par 5 dans un hub automatisé à 150 postes

Le Tableau 6 montre la sensibilité de cette solution au mix de conteneurs dans la rame et au nombre de conteneurs manipulés sur le hub. Ainsi dans l’hypothèse où les conteneurs sont répartis de manière homogène entre les différentes tailles et où 30% seulement sont mouvementés, l’arrêt du train dans le hub dure 22 minutes 54. Dans le cas où 100% du train est mouvementé sur le hub, le temps de traitement varie entre 20’45 et 2h 2. La capacité est alors comprise entre 20 et 10 trains suivant la composition en conteneurs du train. On doit noter un domaine de sensibilité particulier pour cette solution : la taille des conteneurs ou les déposes partielles.

De manière différentiée le hub présenté par Tableau 7 montre que le temps de traitement du train dans le hub reste constant quel que soit le mix conteneur ou le nombre de conteneurs traités. L’investissement est naturellement également différent.

De nombreuses configurations peuvent être imaginées autour du concept de π-‐hub proposé.

De manière à explorer l’enveloppe des performances atteignables, des couples de surfaces de temps de traitement ont été construites sur la base du modèle des tableaux précédents. Ces surfaces encadrent la performance en termes de temps d’arrêt de la rame dans le hub en fonction du % de conteneurs déposés et du mix de leurs tailles.

La Figure 29 montre ainsi qu’un fonctionnement où les postes pourraient être confiés à des staker. Ce fonctionnement est envisageable mais avec une variabilité des temps importants en fonction du mix. La Figure 29 montre en effet deux surfaces. La surface supérieure donne le temps de traitement maximal (100% de petits conteneurs) en fonction des postes et des wagons traités simultanément. La surface inférieure donne le temps de traitement maximal (100% de grands conteneurs).



Figure 29 : variation de performance en temps d’arrêt d’une rame dans un hub opéré par stackers

Par contre si on passe sur une solution plus automatisée et avec plus de postes telle que représentée sur les figures précédentes, on a un fonctionnement avec une plage (5 à 10 wagons et 150 à 250 postes) où les temps de transferts sont peu sensibles au mix et au taux de dépose, voir Figure 30.

Figure 30 : variation de performance en temps d’arrêt d’une rame dans un hub opéré par convoyage automatisé de l’interface

Au final, le hub proposé permet d’obtenir un temps de transfert peu variable dans une large plage avec un temps inférieur à 20 minutes, ce qui permettrait de traiter 20 trains par jour sans difficulté.

En termes de performance un tel hub dans sa version automatisé apparaît compatible avec une part non négligeable des flux prévus par Axefret (Salini, 2006) à savoir 7000 EVP jour. Il faut cependant noter que la topologie de l’Internet Physique vise à favoriser le maillage des flux et non leur extrême concentration.

Pour véritablement déterminer la performance d’un tel hub ou de ses variantes dans des conditions proches de la réalité, c’est-‐à-‐dire avec des aléas, la simulation de flux dynamique devra être utilisée.

5.4 Extensions possibles du hub

Le modèle conceptuel de π-‐hub rail-‐route présenté en section 5.2, résultant en un design potentiel décrit en section 5.3 peut faire l’objet de diverses extensions fonctionnelles. Cette section introduit deux telles extensions plausibles pour un tel hub.



La première extension est illustrée à la Figure 31. Il s’agit d’offrir des services de stockage temporaire de π-‐conteneurs, afin de réduire les exigences de la synchronisation entre rail et route. L’idée est de permettre à un client de :

• livrer ses π-‐conteneurs devant être transités de la route vers le rail, avant que ne s’amorce le traitement du ou des π-‐trains ciblés ;

• livrer ses π-‐conteneurs devant être transités du rail vers la route, avant que ne soient disponibles les π-‐transporteurs routiers ciblés ;

• livrer ses π-‐conteneurs devant être transités de façon unimodale d’un π-‐train à un autre, sans que ceux-‐ci soient l’un immédiatement après l’autre, exigeant un séjour plus prolongé au π-‐hub.

Pour ce faire, le modèle conceptuel intègre trois π-‐magasins, tel qu’introduits de façon générique en section 4.2.2. Tel qu’illustré en Figure 31 dans le modèle conceptuel agrégé, chacun se spécialise dans la réalisation d’une des trois fonctionnalités ciblées ci haut et échange des flux avec le ou les π-‐hubs focalisés leur étant adjacents, parmi les quatre constituant le π-‐hub rail-‐route.

Figure 31 : Modèle conceptuel agrégé d’un π-hub rail-route

avec stockage temporaire de π-conteneurs



La Figure 32 présente une version approfondie du modèle plus agrégé de la figure 28. Elle montre précisément les flux entre les π-‐magasins temporaires focalisés et les π-‐trieurs spécialisés.

Le modèle des Figure 31 et Figure 32 est une possibilité parmi plusieurs pour habiliter le π-‐hub à stocker des π-‐conteneurs de façon temporaire. Par exemple, le modèle ne connecte pas les π-‐magasins rail-‐route directement à la route, ce qui pourrait être envisagés.

La capacité, le débit et la vélocité des π-‐magasins sont associés notamment aux choix de technologie(s) de stockage et au dimensionnement de ceux-‐ci.

Figure 32 : modèle conceptuel approfondi d’un π-hub rail-route avec stockage temporaire de π-conteneurs

Une autre extension possible du π-‐hub rail-‐route est l’addition de fonctionnalités de composition et de décomposition de π-‐conteneurs composites :

• décomposition de π-‐conteneurs entrants ou stockés afin de permettre l’acheminement distribué des plus petits π-‐conteneurs les composant, chacun vers une destination propre ;



• composition de π-‐conteneurs à partir de π-‐conteneurs entrants ou stockés afin de permettre leur stockage consolidé ou leur acheminement consolidé vers une même destination par un même moyen.

La Figure 33 et la Figure 34présentent un modèle conceptuel de π-‐hub permettant à la fois le stockage temporaire, la décomposition et la composition de π-‐conteneurs. La première en illustre une version agrégée alors que la seconde en illustre une version plus approfondie.

Figure 33 : modèle conceptuel agrégé d’un π-hub rail-route avec stockage temporaire, décomposition et composition de π-conteneurs

Comme le montre la Figure 33, le π-‐hub conceptualisé exploite trois π-‐composeurs :

1. un π-‐composeur pré-‐rail s’occupant de composer et décomposer les π-‐conteneurs, eux-‐mêmes ou les π-‐conteneurs les composants, étant arrivés par la route et étant destinés à être acheminés par le rail ;

2. un π-‐composeur pré-‐route s’occupant de composer et décomposer les π-‐conteneurs, eux-‐mêmes ou les π-‐conteneurs les composants, étant arrivés par rail et étant destinés à être acheminés par la route ;



3. un π-‐composeur inter-‐rail s’occupant de composer et décomposer les π-‐conteneurs, eux-‐mêmes ou les π-‐conteneurs les composants, étant arrivés par rail et étant aussi destinés à être acheminés par rail.

Figure 34 : modèle conceptuel approfondi d’un π-hub rail-route avec stockage temporaire, décomposition et composition de π-conteneurs

Tel qu’illustrés aux Figure 33 et Figure 34, l’intégration de π-‐composeurs implique des flux avec les π-‐magasins et les π-‐hubs constituants leur étant adjacents, et à un niveau plus approfondi, avec les π-‐trieurs de ces π-‐hubs constituants.

5.5 Synthèse et perspectives pour un hub rail-‐route de l’Internet Physique

A travers cette partie nous avons illustré une forme possible pour un hub de l’Internet Physique et démontré qu’une flexibilité et une gamme de capacités pouvaient y être associées du fait :

- de la modularité des dimensions qui ne confine pas à 20, 40 ou 45 ft la taille des conteneurs ;

- d’une identification claire des fonctions, de leurs zones et de leur distribution dans l’espace ;

- de la capacité à prévoir les flux par une transmission anticipée des information du et vers le hub fournie par la partie informationnelle de



l’Internet Physique. En effet, seul un pilotage fin des arrivées et des départs, autorisée par la communication des conteneurs et leur algorithme de routage, permettent d’assurer à la fois la correspondance des flux et d’éviter l’engorgement du hub par redirection des flux ;

- un fonctionnement en bord de ligne et sous caténaire dans le cas de transbordement horizontal et non par stacker.

De nombreuses tâches restent cependant à accomplir pour aller plus loin dans la définition et avant toute mise en œuvre. Citons :

- quel dimensionnement pour les systèmes de transbordement et de tri à plat ? Car même si le but de l’Internet Physique est de réduire les files d’attente pour compacter le système, il est certain qu’il en restera du fait du mariage d’un système ferroviaire cadencé à un système de flux de conteneurs non programmé mais routé ;

- quelle est la relation entre les aléas résultant des moyens et de l’arrivée des conteneurs, le routage et le dimensionnement ?

- quelles informations un π conteneur devrait-‐il envoyer et quels messages recevra-‐t-‐il en retour pour assurer son passage dans le hub ?

- quelles technologies de manutentions employer ?

Afin d’y répondre plusieurs actions sont en cours. D’une part la modélisation dynamique d’un hub en complément d’une modélisation de réseau et d’autre part la recherche de technologies permettant de faire le transbordement ou le tri bidirectionnel et à plat, plusieurs projets explorent d’ailleurs cette voie avec des réalisations concrètes et ceci même pour des wagons et des conteneurs classiques.

La modélisation dynamique du fonctionnement hub (affectation des entrées et des sorties dans le temps, mode de triage, etc.) est un point fondamental mais ne peut être entrepris que dans un cadre global, seul à même de valider son fonctionnement. En effet, le point important est le traitement des flux par le routage pour assurer un fonctionnement correct (utilisation de la capacité sans congestion) du hub. A ce titre le hub diffère fondamentalement des solutions actuelles largement fondées sur des flux récurrents et ou des sous utilisations de moyens.

Un tel π-‐hub rail-‐route avec habilités de stockage temporaire, de décomposition et de composition s’avère une extension puissante du modèle plus simple investigué dans le présent projet et fera l’objet de recherches ultérieures.



6 Conclusion et perspectives

A travers cette étape du projet OpenFret nous avons montré l’intérêt de penser les prestations logistiques comme des éléments d’un réseau logistique devant être interconnectés.

Bien que la logistique ne soit pas similaire aux réseaux informatiques, la déclinaison s’opère et les potentialités sont qualitativement établies. La conteneurisation associée à de l’information et un mode de fonctionnement très décentralisé propose une vision alternative d’organisation de la logistique pour atteindre de nouvelles performances permettant de dépasser les antagonismes actuels et en particulier en permettant la mise en commun de nombreuses ressources. Il s’agit en fait de passer d’un modèle d’organisation privé et fragmenté à un modèle ouvert où les meilleures ressources pour chaque prestation seront accessibles et donc mobilisées par les acteurs. Les points remarquables de cette approche sont :

- la recherche d’une interconnexion universelle des réseaux d’approvisionnement ;

- le passage d’une logistique de marchandises à une logistique de conteneurs protecteurs et garants des marchandises ;

- la communication en « temps réel » avec les conteneurs pour notamment assurer leur routage ;

- la mise en commun potentielle de l’ensemble des ressources ; - un mode fonctionnement décentralisé ; - le passage d’une logistique aux schémas statiques à un routage dynamique.

L’Internet Physique repose non seulement sur ces points mais plus encore sur la cohérence d’ensemble qui est recherché avec pour finalité de satisfaire aux besoins tout en utilisant le moins de ressources possible.

Cet intérêt a été non seulement exploré à travers le travail de recherche et d’innovation présenté dans ce rapport mais il a également été testé auprès de décideurs de plusieurs entreprises et institutions dans les domaines suivants :

- Organisme de standardisation - Enseignes de la grande distribution - Prestataire logistique et transporteur - Industriels de produits de grande distribution - Conseil

Ces entreprises ont été rencontrées à une ou plusieurs reprises et leurs représentants se sont déclarés intéressés par la démarche proposée par l’Internet Physique. Quelles soient remerciées ici pour leur accueil et leurs remarques.

L’ensemble des responsables a montré un intérêt certain pour cette démarche et des suites sont en cours d’élaboration. A ce titre, des accords ont déjà été obtenus pour mener des études quantitatives à partir de données réelles. Il leur sera naturellement proposé d’être associés aux développements de ce projet.



S’il est trop tôt pour définir un consortium s’engageant sur des développements futurs, l’intérêt manifesté nous incite à persévérer dans les concepts développés car jugés comme intéressants et pertinents par les professionnels.

Les perspectives de cette recherche sont de plusieurs natures :

- Approfondir le fonctionnement du hub par une simulation dynamique ; - Compléter cette approche par un modèle à un niveau national permettant de

router des flux sur le réseau de l’Internet Physique par une simulation dynamique des flux ;

- Fort de ces résultats et de ceux obtenus dans d’autres projets explorer la faisabilité technique et économique d’un tel hub.

Naturellement en parallèle des travaux menés en France, les autres travaux menés à l’étranger sur l’Internet Physique viendront compléter et nourrir cette première étape.

De nombreux domaines restent à couvrir pour mettre en place l’Internet Physique, aux premiers rangs desquels on doit citer :

- L’ingénierie des conteneurs des moyens de manutention ; - L’ingénierie des systèmes d’information associés ; - L’économie de l’Internet Physique : quels modèles d’affaires avec quels

acteurs et quelles tarifications ; - Le juridique : notion de responsabilité, d’assurance, etc.

L’objectif est de proposer des spécifications qui seront ou non reprises par les acteurs suivant l’intérêt qu’ils y trouvent. Il ne s’agit donc pas de définir un plan mais de faire participer des acteurs à la démarche, acteurs qui ensuite prendront leurs responsabilités. Le modèle de développement de l’Internet Physique étant un développement ouvert, nous invitons toute personne intéressée à se rapprocher des auteurs et dans un futur proche à se connecter au portail de l’Internet Physique qui va se développer dans les mois à venir.

www.physicalinternetinitiative.org



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8 Annexes

8.1 L’initiative de l’Internet Physique

Le terme Physical Internet fut introduit pour la première fois sur la page couverture de l’édition du 17 juin 2006 de la revue The Economist dont les quatorze premières pages étaient dédiées à présenter les résultats d’une enquête sur la logistique (Economist, 2006). Les articles étaient pertinents et intéressants, mais sans vraiment de relation directe avec la notion d’Internet Physique. Cette notion restait une idée floue, sans réelle profondeur. Selon le professeur Benoit Montreuil, son titre était toutefois porteur d’une superbe potentialité.

Ainsi à partir de l’été 2006, le professeur Montreuil s’est mis à la tâche de conceptualiser ce que pourrait vraiment être un Internet Physique et quel pourrait être son impact, notamment dans des perspectives d’innovation et de développement durable. À partir des premiers balbutiements, le concept a graduellement pris forme. Durant son année d’étude et de recherche passée à l’EPFL en Suisse de septembre 2008 à juin 2009, il a mis en forme l’essentiel de sa vision holistique. Cette vision et le raisonnement la justifiant furent mis en forme dans ce qui fut la première version du Physical Internet Manifesto qui fut dévoilée lors de plusieurs communications scientifiques internationales auxquelles il fut invité.

En combinant le support de la Chaire de recherche du Canada en Ingénierie d’Entreprise dont il est le titulaire et celui du College-‐Industry Council on Material Handling Education à travers une subvention d’exploration, le professeur Montreuil a amorcé une initiative internationale ouverte visant l’exploration et le développement de l’Internet Physique.

Le site www.physicalinternetinitiative.org a été mis en place afin de maximiser la visibilité et l’ouverture de l’initiative. Dans ce portail illustré en figure 32, on retrouve notamment la version la plus à date du Physical Internet Manifesto ainsi que les projets de recherche actifs.

L’initiative émergente est déjà active dans cinq pays et vise un engagement mondial des forces vives. Le Canada, la France et la Suisse contribuent notamment au présent projet OpenFret. L’Allemagne et les Etats-‐Unis sont aussi actifs dans l’initiative.

Au Canada, le Centre Interuniversitaire de Recherche sur les Réseaux d’Entreprise, la Logistique et le Transport (CIRRELT) est le noyau central d’activité. Les professeurs Labarthe et Renaud et le Dr Lounès de l’Université Laval, le professeur Crainic de l’UQAM et le professeur Michel Gendreault de Polytechnique Montréal sont engagés dans l’Initiative.

En France, le Scientific Management Center (CGS) de Mines Paris-‐Tech est le noyau, avec le leadership du professeur Éric Ballot et du maître de conférence Frédéric Fontane.



En Suisse, le Transportation Center (TRACE) de l’EPFL est le noyau, avec le leadership des professeurs Rémy Glardon, Éric Bierlaire et Philippe Wieser, ainsi que de son directeur associé Michaël Thémans.

En Allemagne, le Fraunhofer Insitute for Material Flow and Logistics de Dortmund est le noyau, avec le leadership du Professeur Michael ten Hompel et du chercheur Detlef Spee.

Aux Etats-‐Unis, le Center for Logistic and Distribution Engineering (CELDI), un centre multiuniversitaire dont le pivot est l’University of Arkansas, est le noyau, avec le leadership des professeurs Russ Meller de University of Arkansas et de Kimberly Ellis de Virginia Tech. Auburn University est aussi une force vive avec le leadership des professeurs Jeff Smith et Kevin Gue. Récemment, Georgia Tech a débuté son implication dans l’initiative sous le leadership du professeur Leon McGinnis.

Figure 35 : le portail de l’Internet Physique avec deux espaces (public et collaboratif).

L’initiative prend de l’ampleur avec plusieurs projets de recherche en chantier, dont plusieurs soumissions de projets à des organismes tel que le PREDIT en France et le National Science Fondation aux Etats-‐Unis.



8.2 Déroulement intégral d’une opération de déchargement et de chargement de π-‐conteneurs associés à un π-‐train dans un π-‐hub rail-‐route

En relation avec la section 5.3 décrivant le design d’un π-‐hub rail-‐route selon le cadre conceptuel décrit en section 5.2, cette annexe présente une séquence de vues d’un π-‐hub rail-‐route en cours de traitement d’un π-‐train, visant à rendre explicit le design et l’opération du π-‐hub élaboré. Chaque temps est défini en minutes, en accord avec le temps de takt défini. Ainsi le temps 0 en figure A2.1 correspond au moment d’arrêt du π-‐train à son entrée dans le π-‐hub alors qu’en figure A2.2 le temps 1 est une minute plus tard.

Figure A2.1 : État du π-hub rail-route au temps zéro correspondant à l’arrivée d’un π-train de 25 π-wagons

D’abord, la figure A2.1 montre l’état initial du π-‐hub à l’arrivée du π-‐train au temps zéro. On y remarque d’entrée de jeu un nombre de π-‐camions et de π-‐camions-‐remorques stationnés au quai de la π-‐passerelle hub→route, attendant le chargement de π-‐conteneurs devant leur être transférés. Elle montre aussi dans sa portion droite un ensemble de π-‐conteneurs stationnés dans les π-‐trieurs pré-‐rail et route→rail.

La figure A2.2 illustre l’état au temps 1. On y remarque en portion gauche inférieure que cinq π-‐conteneurs ont été déchargés de leur π-‐wagon entrant et localisés sur l’alvéole adjacente dans le π-‐trieur hub→route alors que trois π-‐wagons sont au même stade dans le π-‐trieur post-‐rail dans la portion supérieure gauche. La stratégie opérationnelle limite le déchargement ou le chargement simultané de π-‐conteneurs non adjacents sur leur π-‐wagon afin d’éviter les complications techniques pour affréter et désaffréter un π-‐conteneur, ce qui est illustré en figure A2.2.



Figure A2.2 : État du π-hub rail-route au temps 1 montrant les premiers π-conteneurs déchargés

En fonction du temps de takt, une minute plus tard, les π-‐conteneurs sortis de leur π-‐wagon au temps 1 sont maintenant rendus à leur destination dans leur π-‐trieur respectif. Parallèlement fut sortie une deuxième vague de π-‐conteneurs de leur π-‐wagons respectifs. La figure A2.3 montre ainsi l’état résultant au temps 2.

Figure A2.3 : État du π-hub rail-route au temps 2-minutes montrant les premiers π-conteneurs glissés en extrémité des π-trieurs

Une fois à l’extrémité du π-‐trieur hub→route, au cycle suivant les π-‐conteneurs sont pris en charge par la π-‐passerelle hub→route pour les acheminer au pied de leur π-‐camion ou π-‐remorque de sortie. Tel qu’illustré en figure A2.4, ceci implique ici au



temps 3 une rotation à 90 degrés des π-‐conteneurs afin de les aligner avec leur π-‐transporteur affecté, sauf pour les π-‐camions stationnés à l’extrémité gauche de la π-‐passerelle. Pendant que ces opérations s’effectuent, les π-‐conteneurs de 2e vague juste sortis de leur π-‐wagon sont glissés à l’extrémité de leur π-‐trieur respectif, et les π-‐conteneurs de 3e vague sont débarqués de leur π-‐wagon si une telle 3e vague est nécessaire. Cette série de cycles se poursuit jusqu’à ce que tous les π-‐wagons entrants soient vidés des π-‐conteneurs devant être transités au π-‐hub rail-‐route.

Figure A2.4 : État du π-hub rail-route au temps 3 montrant les premiers π-conteneurs sur la π-passerelle hub→route

Figure A2.5 : État du π-hub rail-route au temps 4 montrant les premiers π-conteneurs chargés sur des π-remorques



Figure A2.6 : État du π-hub rail-route au temps 5, montrant l’avance du π-train de cinq π-wagons pour amorcer une seconde phase opérationnelle

Figure A2.7 : État du π-hub rail-route au temps 6, montrant le début de la seconde phase opérationnelle, avec déchargement et chargement simultanés

Une fois tous les π-‐conteneurs transitaires déchargés, le π-‐train avance de cinq π-‐wagons pour entamer une nouvelle phase opérationnelle. Dans l’exemple illustré, ceci se produit au temps 5, tel que le montre la figure A2.6. On y remarque que plusieurs π-‐camions-‐remorques ont déjà quitté le π-‐hub, chargés de leurs π-‐conteneurs affectés et que deux sont actuellement en voie de quitter. On y voit aussi que les π-‐conteneurs devant embarqués dans la première vague de chargement de π-‐conteneurs dans des



π-‐wagons ont préalablement été amenés par les π-‐trieurs respectifs en bordure de π-‐passerelle, prêts à embarquer dans leur π-‐wagon. Cette préparation se fait en temps masqué durant le séjour du π-‐train depuis l’origine des π-‐conteneurs transitaires jusqu’au π-‐hub.

AU temps six, une minute après l’avance du π-‐train, déjà une première vague de chargement et de déchargement sont réalisés, tel que le montre la figure A2.7. Les cycles se poursuivent jusqu’à ce que d’une part tous les π-‐conteneurs transitaires entrants soient déchargés de leur π-‐wagon respectif et que d’autre part tous les π-‐conteneurs transitaires sortants soient chargés dans leur π-‐wagon respectif, et que le π-‐train quitte le π-‐hub.

Figure A2.8 : État du π-hub rail-route au temps 7, durant la seconde phase opérationnelle, avec déchargement et chargement simultanés

La figure A2.8 complète au temps 7 la séquence de la seconde phase opérationnelle. La figure A2.9 illustre le train en mouvement d’avance au temps 8 alors que la figure A2.10 le montre en début de troisième phase opérationnelle au temps 9. Puis la figure A2.11 passe au temps 13 avec le début de 4e phase.



Figure A2.9 : État du π-hub rail-route au temps 8, en cours d’avance du π-train en préambule du début de la troisième phase opérationnelle

Figure A2.10 : État du π-hub rail-route au temps 9, au début de la troisième phase opérationnelle, avec déchargement et chargement simultanés



Figure A2.11 : État du π-hub rail-route au temps 13, en amorce de 4e phase

Figure A2.12 : État du π-hub rail-route au temps 17, en amorce de 5e phase, montrant que durant les déchargements et chargements simultanés les arrivées de π-conteneurs

par route ont déjà commencé à transiter vers le prochain π-train entrant

L’opération du π-‐hub est perpétuelle, passant d’un π-‐train au suivant tout au long de son existence. Les cycles associés aux trains sont entrelacés, le π-‐hub commençant à traiter des π-‐conteneurs de futurs π-‐trains bien avant qu’ils arrivent et même avant que le présent π-‐train ne quitte le π-‐hub. C’est ce phénomène qu’illustrent la figure A2.12 en montrant l’état du π-‐hub au temps 17 où s’amorce la réception de π-‐conteneurs du prochain train alors que les opérations de chargement et de déchargement vont bon train sur l’actuel π-‐train.



Figure A2.13 : État du π-hub rail-route au temps 21, en amorce de dernière phase

Figure A2.14 : État du π-hub rail-route au temps 22, en cours de dernière phase

Les figures A2.13 à A2.15 focalisent sur la dernière phase durant laquelle les cinq π-‐wagons de queue se font charger graduellement aux temps 21 à 23.



Figure A2.15 : État du π-hub rail-route au temps 23, en fin de dernière phase

Figure A2.16 : État du π-hub rail-route au temps 24 au départ du π-train

Finalement, la figure A2.16 montre l’état du π-‐hub au départ final du π-‐train à peine 24 minutes après son entrée !



8.3 Comparaison des modèles OPSI et OSI

La description des couches du modèle OSI résulte de l’article en ligne consultable sur Wikipédia (Wikipedia, 2010b).

Couche

Internet Physique Internet Digital

1 Physique Physique La couche physique se charge de

mouvementer des éléments physiques. Elle définit le mouvement d’un moyen (conteneur, transport, manutention,…) pour lequel il existe de manière sous-‐jacente une continuité d’infrastructure de circulation du moyen entre les points de départ et d’arrivée. La couche Physique s’assure de l’uniformisation des interconnexions physiques de l’Internet Physique. Elle définit les spécifications physiques (mécaniques, pneumatiques) et électriques des moyens tel que les π-‐conteneurs, des π-‐transporteurs, des π-‐convoyeurs, des π-‐trieurs et ainsi de suite. Elle spécifie notamment aux plans fonctionnels et dimensionnels les aménagements et positionnements relatifs des points d’arrivée et de départ, les mécanismes de préhension et les mécanismes d’interloquage. Elle procède au monitoring des moyens, visant à détecter et corriger les dysfonctionnements physiques des moyens.

The Physical Layer defines the electrical and physical specifications for devices. In particular, it defines the relationship between a device and a physical medium. This includes the layout of pins, voltages, cable specifications, hubs, repeaters, network adapters, host bus adapters (HBAs used in storage area networks) and more.



2 Liaison Data link layer La couche Liaison fournit les moyens

fonctionnels et procéduraux assurant le mouvement de π-‐conteneurs au long d’un lien d’un π-‐nœud à un autre de l’Internet Physique. Elle permet notamment de détecter les possibles dysfonctionnements sur un lien, tel qu’un segment de route bloqué, un π-‐conteneur perdu, un π-‐conteneur inconnu, la perte d’intégrité d’un π-‐conteneur, et potentiellement les corriger.

The Data Link Layer provides the functional and procedural means to transfer data between network entities and to detect and possibly correct errors that may occur in the Physical Layer. Originally, this layer was intended for point-to-point and point-to-multipoint media, characteristic of wide area media in the telephone system.

3 Opérations de réseau Network layer La couche opérations de réseau procure

les moyens fonctionnels et procéduraux pour assurer l’acheminement d’ensembles de π-‐conteneurs d’un point d’expédition à un point de réception via un ou plusieurs π-‐réseaux en respectant la qualité de service requise par la couche Transport. C’est à ce niveau que sera défini le protocole d’acheminement dans l’Internet Physique.

The Network Layer provides the functional and procedural means of transferring variable data sequence from a source to a destination via one or more networks, while maintaining the quality of service requested by the Transport Layer.

4 Routage Transport La couche routage procure les moyens

fonctionnels et procéduraux pour transférer de manière efficace et fiable un ensemble de π-‐conteneurs entre un expéditeur et un destinataire final. Cette couche contrôle la fiabilité des transports de π-‐conteneurs. Elle définit le composition et le décomposition de π-‐conteneurs, l’affectation et le contrôle des flux de π-‐conteneurs dans les réseaux, ainsi que le contrôle des erreurs de transport. C’est le niveau de définition du protocole de routage dans l’Internet Physique.

The Transport Layer provides transparent transfer of data between end users, providing reliable data transfer services to the upper layers. The Transport Layer controls the reliability of a given link through flow control, segmentation/desegmentation, and error control. Some protocols are state and connection oriented. This means that the Transport Layer can keep track of the segments and retransmit those that fail.



5 Expédition Session la couche Expédition procure les moyens

fonctionnels et procéduraux pour contrôler le bon déroulement des expéditions entre expéditeurs et destinataires finaux. Elle établit, gère et solde l’expédition entre l’expéditeur et le destinataire final. Elle définit le type de service rendu (normal, express, aérien, etc.) et assure la gestion des accusés de réception. Elle établit les procédures de monitoring, de vérification, d’ajournement, de terminaison et de réacheminement des expéditions.

The Session Layer controls the dialogues (connections) between computers. It establishes, manages and terminates the connections between the local and remote application. It provides for full-duplex, half-duplex, or simplex operation, and establishes checkpointing, adjournment, termination, and restart procédure.

6 Logistique Presentation la couche Logistique procure les moyens

fonctionnels et procéduraux pour contrôler le déploiement logistique des π-‐conteneurs d’un client à travers les multiples π-‐nœuds et π-‐liens de l’Internet Physique. Elle permet de faire le lien entre les décisions d’approvisionnement et de déploiement de produits prises à la couche supérieure Web d’Approvisionnement. Elle transpose les décisions de mouvement et de stockage de produits en décisions de commandes de mouvement et de stockage de π-‐conteneurs, affectant notamment les unités de produits aux π-‐conteneurs. Elle fait le monitoring et la validation des habilités, des capacités, des prix et des performances des π-‐nœuds et des π-‐moyens, et le statut des contrats signés et des π-‐conteneurs déployés.

The Presentation Layer establishes a context between Application Layer entities, in which the higher-layer entities can use different syntax and semantics, as long as the presentation service understands both and the mapping between them. The presentation service data units are then encapsulated into Session Protocol data units, and moved down the stack.



7 Web d’approvisionnement Application la couche Web d’Approvisionnement est à

l’interface entre l’Internet Physique et les gestionnaires des clients ou leurs applications. Elle procure les moyens fonctionnels et procéduraux permettant à ces derniers d’exploiter l’Internet Physique afin de pouvoir prendre leurs décisions d’approvisionnement, de réalisation et de déploiement dynamique de flux de produits (matériaux, pièces, modules, produits finis, etc.) à travers un web d’approvisionnement global ouvert (open global supply web). L’expression des besoins, la programmation des flux, l’établissement des contrats, la définition des rendez-‐vous, etc., font partie de cette couche. Elle fait le monitoring des contrats, des stocks, des mouvements, des habilités et des capacités des acteurs, s’appuyant sur une synchronisation informationnelle avec la couche Logistique. C’est à cette couche que résident la vaste majorité des logiciels de gestion des chaînes d’approvisionnement, de gestion logistique, de gestion des opérations et de gestion des ressources d’entreprise. Les applications logicielles de cette couche sont hors du modèle de service OPSI, mis à part son interconnexion avec la couche Logicielle.

The application layer is the OSI layer closest to the end user, which means that both the OSI application layer and the user interact directly with the software application. This layer interacts with software applications that implement a communicating component. Such application programs fall outside the scope of the OSI model. Application layer functions typically include identifying communication partners, determining resource availability, and synchronizing communication.

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CONVENTION DE SUBVENTION N° 09 MT CV 52temis.documentation.developpement-durable.gouv.fr/... · CONVENTION DE SUBVENTION N° 09 MT CV 52!! Groupe Opérationnel 4 du PREDIT!!! RAPPORT