Prise en compte d'objectifs de stabilité pour l'organisation de collectes de déchets - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Prise en compte d'objectifs de stabilité pour l'organisation de collectes de déchets

Résumé

The study in this thesis focuses on the multi-purpose logistics of household waste. It was conducted in partnership with a local authority, the Urban Community of Muretain (CAM) near Toulouse which provides us with the issues and the various parameters to be considered for the development of the study. This thesis was conducted in two teams, the team of Automated Production (RAP) Production Engineering Laboratory (LGP) Tarbes and in team Modeling Optimization and Integrated Management Systems Activity (MOGISA) Laboratory of Analysis and Architecture of Systems (LAAS) in Toulouse. There is a thirty year waste treatment consisted of a single landfill. Since a collective consciousness of environmental issues has put the waste in the heart of public concerns. Management that is made of household waste is an environmental, economic issue, and major social citizenship, directly related to consumption and to society more generally. In France, municipalities or local communities, with several municipalities are responsible for collecting and conveying waste to their place of treatment. In the proposed study, we will look at the logistics, specifically the collection and transportation of household and similar waste to their point of discharge (waste collection, transfer center or treatment center directly.) The goal is to optimize the transport of waste while maintaining a good quality of service. The issues highlighted in this issue are the classic issues imposed by any study to improve a public service: classic economic issue (minimizing the costs of collection and transport), a prominent environmental issue (reducing the environmental impact) an issue of quality (better satisfy users) and finally a social issue (meet the working conditions of employees). So we will here focus on the daily operational aspects of management. When it concerns a path planning for multiple vehicles at the same time must each do their circuit delivering a certain amount of product to each customer it is called the vehicle routing problem (Vehicle Routing Problem). This practical problem is often studied to real cases and more complex with the addition of many parameters and constraints, such as time restrictions of passage on parts of the network; or by adding more criteria to optimize the same time, such as cost criteria and representing those representing balancing tours, etc. In this thesis, we studied more precisely two emerging problems due to the particularities of the partner community. The first concerns the actual construction tours over a week. Indeed, on this territory a part of collection points are picked up twice a week and another once. The concern is to keep touring relatively "similar" to avoid proposing to users and collection employees to change their habits too regularly. The second feature of interest is that of the evolution of data within that community. Not only its number of housing is increasing, but its collection rate also increases. Similarly the purpose of this study is to integrate the new data without disturbing the current solution. So we have to do this, propose several comparative studies to support its various problems. These studies cover different methods proposed to support the weekly tour organization and the evolution of data over time. For this, we used heuristics and meta-heuristics taking into account one or more criteria. The proposed study has shown the advantages and disadvantages of using heuristics compared to some multi-objective methods. Heuristic methods are very effective fastest methods, in terms of stability, while the multi-objective methods are inferior longer methods, in terms of stability, but in some cases offer very good solutions in terms of distance and therefore cost.
L'étude menée dans cette thèse porte sur la logistique multi-objectif des déchets ménagers. Elle s'est déroulée en partenariat avec une collectivité locale, la Communauté d'Agglomération du Muretain (CAM) située près de Toulouse qui nous a fournit les problématiques et les différents paramètres à prendre en compte pour le développement de l'étude. Cette thèse s'est déroulée au sein de deux équipes, dans l'équipe de Production Automatisé (PA) du Laboratoire de Génie de Production (LGP) de Tarbes ainsi que dans l'équipe de Modélisation d'Optimisation et de Gestion Intégrée de Systèmes d'Activités (MOGISA) du Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) de Toulouse. Il y a une trentaine d'année, le traitement des déchets se résumait à une simple mise en décharge. Depuis une conscience collective des problématiques environnementales a placé le traitement des déchets au cœur des préoccupations publiques. La gestion qui est faite des déchets ménagers constitue un enjeu environnemental, économique, social et de citoyennetés majeures, directement lié aux modes de consommation et à la société plus généralement. En France, les municipalités ou les collectivités locales, regroupant plusieurs municipalités, ont en charge de collecter et de convoyer les déchets vers leur lieu de traitement. Dans l'étude proposée, nous allons nous intéresser à la partie logistique, et plus précisément à la collecte et au transport des déchets ménagers et assimilés jusqu'à leur point de décharge (déchetteries, centre de transfert ou centre de traitement directement). Le but étant d'optimiser le transport de déchets tout en gardant une bonne qualité de service. Les enjeux mis en relief pour cette problématique sont les enjeux classiques imposés par toute étude visant à améliorer un service publique : un enjeu économique classique (minimiser les coûts de collecte et de transport), un enjeu environnemental évident (diminuer l'impact environnemental), un enjeu de qualité (satisfaire au mieux les usagers) et enfin un enjeu social (satisfaire les conditions de travail des employés). On va donc ici se concentrer sur l'aspect opérationnel journalier de la gestion. Lorsque celui-ci concerne une planification de trajet pour plusieurs véhicules en même temps qui doivent chacun faire leur circuit en livrant une certaine quantité de produit à chaque client cela se nomme le problème de tournées de véhicules (Vehicle Routing Problem). Ce problème pratique est souvent étudié pour des cas réels et se complexifie avec l'ajout de nombreux paramètres et contraintes, comme par exemple des contraintes d'horaire de passage sur certaines parties du réseau ; ou encore par l'ajout de plusieurs critères à optimiser en mêmes temps, comme par exemple les critères représentant les coûts et ceux représentant l'équilibrage de tournées, etc. Dans cette thèse, nous avons étudié plus précisément deux problèmes émergents dus aux particularités de la collectivité partenaire. La première concerne la construction à proprement parler des tournées sur une semaine. En effet, sur ce territoire une partie des points de collecte sont ramassés deux par semaine et une autre une seule fois. Le souci est de garder des tournées relativement "similaires" pour éviter de proposer aux usagers et aux employés de collecte de changer leurs habitudes trop régulièrement. La seconde particularité étudiée est celle de l'évolution des données au sein de cette collectivité. Non seulement son nombre d'habitation ne cesse d'augmenter, mais son taux de collecte augmente lui aussi. De la même façon le but de cette étude est de permettre d'intégrer ces nouvelles données sans perturber la solution courante. Nous avons donc pour cela, proposer plusieurs études comparatives afin de prendre en charge ses différents problèmes. Ces études portent sur différentes méthodes proposées pour prendre en charge l'organisation hebdomadaire des tournées et l'évolution des données au cours du temps. Pour cela, nous avons utilisés des méthodes heuristiques et méta-heuristiques en tenant compte de un ou plusieurs critères. L'étude proposée a montré les avantages et les inconvénients d'utiliser des méthodes heuristiques par rapport à certaines méthodes multi-objective. Les méthodes heuristiques sont des méthodes plus rapides, très efficace en terme de stabilité, tandis que les méthodes multi-objectif sont des méthodes plus longues, moins bonnes sur le plan de la stabilité mais qui dans certains cas proposent de très bonnes solutions en terme de distance et donc de coût.

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  • HAL Id : tel-01067163 , version 1

Citer

Frédérique Baniel. Prise en compte d'objectifs de stabilité pour l'organisation de collectes de déchets. Automatique. Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01067163v1⟩
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