La croissance des chiffres d’affaires issus de la vente en ligne de produits physiques témoigne de l’intérêt des fournisseurs pour l’adoption du e-commerce B2C comme un canal de distribution alternatif à la vente au détail classique. Les retombées positives du B2C sont prônées tant bien au niveau de la littérature scientifique qu’au niveau de la pratique. En effet, l’utilisation des magasins virtuels ayant substitué l’exploitation des magasins conventionnels permet aux e-fournisseurs d’atteindre un large éventail géographique d’une clientèle accessible par Internet. Du côté des consommateurs, l’accessibilité aux produits à tout moment et la livraison à domicile améliorent leur expérience de magasinage, notamment des économies en temps et de carburant. Cette vision commune des retombées de la distribution B2C ne considère que «la face apparente de l’iceberg», confinée à la prise de commande et au dernier kilomètre de livraison. Dans cette thèse, nous nous intéressons à investiguer les impacts de la distribution e-commerce sur une étendue plus large qui englobe le système complet de distribution du e-fournisseur. En effet la complexité de son contexte opérationnel multi-acteur met en épreuve sa capacité à gérer ses opérations de distribution de manière durable, tout en assurant des délais de livraison de plus en plus courts à ses e-consommateurs. D’autant plus, les systèmes de distribution B2C héritent des symptômes d’inefficience observés dans l’environnement logistique actuel. Par ailleurs, le concept de distribution hyperconnectée habilitée par l’Internet Physique (PI ou π) présente une alternative candidate qui à priori permettrait aux e-fournisseurs d’améliorer leurs performances par rapport aux approches actuelles de la gestion de la distribution B2C. Cette thèse développe une étude exploratoire des impacts de l’utilisation de la distribution hyperconnectée habilitée par π sur le potentiel durable de e-fournisseurs, en comparaison avec les options de distribution B2C actuelles. Pour ce faire, des études de cas à base de simulations multiagents ont été développées pour la modélisation de scénarios de distribution d’un e-fournisseur, inspirés des données réelles de notre partenaire industriel Industries de la Rive Sud. L’utilisation d’indicateurs clés de performance nous a permis d’évaluer progressivement les performances du e-fournisseur dans des scénarios portant d’abord sur l’approche de distribution drop-ship. Ensuite nous avons évalué une approche dynamique de déploiement distribué de B2C dans le contexte logistique actuel puis dans un contexte habilité par π. Cette thèse contribue en premier lieu à combler la faille théorique qui existe entre la recherche et la pratique en termes de modélisation des systèmes de distribution B2C intégrée. La deuxième contribution est le développement d’un modèle conceptuel multi-agent générique pour la simulation de scénarios de distribution B2C. La troisième contribution est la proposition d’une approche de consolidation intégrée qui permet aux e-fournisseurs d’améliorer leurs performances tout en réduisant de manière globale les délais de livraison des commandes des e-consommateurs dans le cadre d’une approche de distribution drop-ship. La quatrième contribution est la proposition d’un modèle dynamique d’équilibrage des inventaires dans le réseau de distribution d’un e-fournisseur. La dernière contribution confirme par expériences de simulation qu’une distribution hyperconnectée habilitée par PI permet de renforcer le potentiel durable des e-fournisseurs. / The growth of online sales of physical products demonstrates the interest of suppliers for the adoption of B2C e-commerce as an alternative distribution channel to the conventional retail channel. The benefits of B2C are promoted not only by the scientific literature but also by practically grounded professional literature. In fact, Web stores complemented conventional Brick-and-Mortar retail shops, allowing e-vendors to access a wide geographical range of e-consumers through the Internet. On the consumer side, accessing products at any time and home delivery enhance their shopping experience, notably through time and fuel savings. This common vision of B2C distribution benefits considers only «the visible face of the iceberg», confined to the ordering process and the last-mile delivery. In this thesis, we are interested in investigating the impacts of e-commerce distribution over a larger scope that encompasses the entire distribution system of e-vendors. In fact, the complexity of their multi-actor operational environment challenges their ability to manage their distribution operations in a sustainable way, while ensuring ever quicker deliveries to their e-consumers. Moreover, B2C distribution systems inherit the inefficiency symptoms observed through the current logistics environment. Besides, the concept of the Physical Internet (PI or π) enabled hyperconnected distribution is a priori a candidate alternative that allows e-vendors to improve their performance, in contrast with current B2C distribution approaches. Through an exploratory study, this thesis investigates the impacts of a PI-enabled hyperconnected distribution on the sustainable potential of e-vendors, in contrast with current B2C distribution options. To this end, case studies based on multi-agent simulations were developed for modeling e-vendor distribution scenarios, inspired by actual data from our industrial partner South Shore Industries. Through the use of key performance indicators (KPIs), we gradually assessed e-vendor performance starting from the drop-ship distribution approach. Then, we assessed a dynamic B2C deployment approach in the current logistics environment then in a PI-enabled context. The first contribution of this thesis is to close the theoretical gap between research and practice in terms of modeling integrated B2C distribution systems. The second contribution is the development of a generic multi-agent conceptual model for B2C distribution scenario simulations. The third contribution is the proposal of an integrated consolidation based distribution approach allowing e-vendors to improve their performances, while globally reducing e-consumer order delivery times, within a drop-ship distribution based approach. The fourth contribution is the proposal of an e-vendor dynamic inventory balancing model. The last contribution confirms through a simulation-based experiment, that a PI-enabled hyperconnected distribution leverages the sustainable potential of e-vendors.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / Les activités de distribution et d’entreposage sont des piliers importants de la chaîne d’approvisionnement. Ils assurent la stabilité du flux de matières et la synchronisation de toutes les parties prenantes du réseau. Un centre de distribution (CD) agit comme un point de découplage entre l’approvisionnement, la production et les ventes. La distribution comprend un large éventail d’activités visant à assurer la satisfaction de la demande. Ces activités passent de la réception au stockage des produits finis ou semi-finis, à la préparation des commandes et à la livraison. Les opérations d’un CD sont maintenant perçues comme des facteurs critiques d’amélioration. Elles sont responsables de la satisfaction d’un marché en évolution, exigeant des délais de livraison toujours plus rapides et plus fiables, des commandes exactes et des produits hautement personnalisés. C’est pourquoi la recherche en gestion des opérations met beaucoup d’efforts sur le problème de gestion des CDs. Depuis plusieurs années, nous avons connu de fortes avancées en matière d’entreposage et de préparation de commandes. L’activité de préparation de commandes est le processus consistant à récupérer les articles à leur emplacement de stockage afin d’assembler des commandes. Ce problème a souvent été résolu comme une variante du problème du voyageur de commerce, où l’opérateur se déplace à travers les allées de l’entrepôt. Cependant, les entrepôts modernes comportent de plus en plus de familles de produits ayant des caractéristiques très particulières rendant les méthodes conventionnelles moins adéquates. Le premier volet de cette thèse par articles présente deux importants et complexes problèmes de manutention des produits lors de la préparation des commandes. Le problème de préparation des commandes a été largement étudié dans la littérature au cours des dernières décennies. Notre recherche élargit le spectre de ce problème en incluant un ensemble de caractéristiques associées aux installations physiques de la zone de prélèvement, comme les allées étroites, et aux caractéristiques des produits (poids, volume, catégorie, fragilité, etc.). Une perspective plus appliquée à la réalité des opérations est utilisée dans notre développement d’algorithmes. Les déplacements liés à la préparation des commandes sont fortement influencés par le positionnement des produits. La position des produits dans la zone de prélèvement est déterminée par une stratégie d’affectation de stockage (storage assignment strategy). Beaucoup de ces stratégies utilisent de l’information sur les ventes des produits afin de faciliter l’accès aux plus populaires. Dans l’environnement concurrentiel d’aujourd’hui, la durée de vie rentable d’un produit peut être relativement courte. Des promotions peuvent également être faites pour pousser différents produits sur le marché. Le positionnement fourni par la stratégie d’hier ne sera probablement plus optimal aujourd’hui. Il existe plusieurs études mesurant l’impact d’une bonne réaffectation de produits sur les opérations de prélèvement. Cependant, ils étudient la différence des performances avec les positionnements passés et actuels. La littérature démontre clairement que cela apporte des avantages en termes d’efficacité. Toutefois, les déplacements nécessaires pour passer d’une position à une autre peuvent constituer une activité très exigeante. Ceci constitue le second volet de cette thèse qui présente des avancées intéressantes sur le problème de repositionnement des produits dans la zone de prélèvement. Nous présentons le problème de repositionnement des produits sous une forme encore peu étudiée aux meilleurs de nos connaissances : le problème de repositionnement. Plus précisément, nous étudions la charge de travail requise pour passer d’une configuration à l’autre. Cette thèse est structuré comme suit. L’introduction présente les caractéristiques et les missions d’un système de distribution. Le chapitre 1 fournit un survol de la littérature sur les principales fonctions d’un centre de distribution et met l’accent sur la préparation des commandes et les décisions qui affectent cette opération. Le chapitre 2 est consacré à l’étude d’un problème de préparation de commandes en allées étroites avec des équipements de manutention contraignants. Dans le chapitre 3, nous étudions un problème de préparation des commandes où les caractéristiques des produits limitent fortement les routes de prélèvement. Le chapitre 4 présente une variante du problème de repositionnement (reassignment) avec une formulation originale pour le résoudre. La conclusion suit et résume les principales contributions de cette thèse. Mots clés : Préparation des commandes, entreposage, problèmes de routage, algorithmes exacts et heuristiques, réaffectation des produits, manutention. / Distribution and warehousing activities are important pillars to an effective supply chain. They ensure the regulation of the operational flow and the synchronization of all actors in the network. Hence, distribution centers (DCs) act as crossover points between the supply, the production and the demand. The distribution includes a wide range of activities to ensure the integrity of the demand satisfaction. These activities range from the reception and storage of finished or semi-finished products to the preparation of orders and delivery. Distribution has been long seen as an operation with no or low added value; this has changed, and nowadays it is perceived as one of the critical areas for improvement. These activities are responsible for the satisfaction of an evolving market, requiring ever faster and more reliable delivery times, exact orders and highly customized products. This leads to an increased research interest on operations management focused on warehousing. For several years, we have witnessed strong advances in warehousing and order picking operations. The order picking activity is the process of retrieving items within the storage locations for the purpose of fulfilling orders. This problem has long been solved as a variant of the travelling salesman problem, where the order picker moves through aisles. However, modern warehouses with more and more product families may have special characteristics that make conventional methods irrelevant or inefficient. The first part of this thesis presents two practical and challenging material handling problems for the order picking within DCs. Since there are many research axes in the field of warehousing operations, we concentrated our efforts on the order picking problem and the repositioning of the products within the picking area. The order picking problem has been intensively studied in the literature. Our research widens the spectrum of this problem by including a set of characteristics associated with the physical facilities of the picking area and characteristics of the product, such as its weight, volume, category, fragility, etc. This means that a more applied perspective on the reality of operations is used in our algorithms development. The order picking workload is strongly influenced by the positioning of the products. The position of products within the picking area is determined by a storage assignment strategy. Many of these strategies use product sales information in order to facilitate access to the most popular items. In today’s competitive environment, the profitable lifetime of a product can be relatively short. The positioning provided by yesterday’s assignment is likely not the optimal one in the near future. There are several studies measuring the impact of a good reassignment of products on the picking operations. However, they study the difference between the two states of systems on the picking time. It is clear that this brings benefits. However, moving from one position to another is a very workload demanding activity. This constitutes the second part of this thesis which presents interesting advances on the repositioning of products within the picking area. We introduce the repositioning problem as an innovative way of improving performance, in what we call the reassignment problem. More specifically, we study the workload required to move from one setup to the next. This thesis is structured as follows. The introduction presents the characteristics and missions of a distribution system. Chapter 1 presents an overview of the literature on the main functions of a DC and emphasizes on order picking and decisions affecting this operation. Chapter 2 is devoted to the study of a picking problem with narrow aisles facilities and binding material handling equipment. In Chapter 3, we study the picking problem with a set of product features that strongly constrain the picking sequence. Chapter 4 presents a variant of the reassignment problem with a strong and new formulation to solve it. The conclusion follows and summarizes the main contributions of this thesis. Key words: Order-picking, warehousing, routing problems, exact and heuristic algorithms, products reassignment, material handling.

Ce mémoire étudie un problème de localisation et de tournées de véhicules multi-périodes considérant un univers stochastique, plus connu sous l’intitulé « Problèmes Stochastiques de Localisation-Transport » (PSLT). Il est caractérisé par plusieurs modes de transport et plusieurs périodes de demandes générées par un processus stochastique et stationnaire. Nous voulons déterminer le nombre d’entrepôts requis afin de satisfaire aux demandes d’un ensemble de clients et leur localisation. De plus, la mission des entrepôts en termes du sous-ensemble de clients à servir, doit être précisée. Le problème est formulé comme un programme stochastique avec recours, et une approche heuristique et hiérarchique de résolution est proposée. Cette approche comprend une procédure de recherche Tabou, une formule approximant la longueur des routes et une procédure Clarke et Wright modifiée. Trois stratégies d’exploration dans le voisinage sont proposées et comparées entre elles sur de nombreux problèmes réalistes faisant partie d’un large plan d’expérience. / This thesis studies a Stochastic Location-Transportation Problem (SLTP) characterized by multiple transportation options, multiple demand periods and a stochastic stationary demand. We consider the determination of the number and location of the depots required to satisfy a set of customer’s demands, and the mission of these depots in terms of the subset of customers they must supply. The problem is formulated as a stochastic program with recourse, and a hierarchical heuristic solution approach is proposed. It incorporates a Tabu search procedure, an approximate route length formula, and a modified Clarke and Wright procedure. Three neighbourhood exploration strategies are proposed and compared with extensive experiments based on realistic problems.

Le respect de la propriété intellectuelle d'autrui dans la vente internationale de marchandises ; Une approche de la Convention de Vienne coordonnée avec le droit de la propriété intellectuelle L'article 42 de la Convention de Vienne impose au vendeur de livrer la marchandise libre de tout droit ou prétention de tiers fondé sur la propriété intellectuelle. L'obligation s'inscrit dans une logique de protection des facultés de revente et d'utilisation sur les territoires envisagés. Ses conditions d'entrée enjeu requièrent cependant l'analyse de ce que chaque contractant connaissait ou ne pouvait ignorer au sujet de la propriété intellectuelle du tiers. Ce passage de la Convention connaît des interprétations variées. Le courant jurisprudentiel dominant tend à retenir l'imputabilité systématique de l'acheteur professionnel tandis que le courant doctrinal dominant impose une rigueur beaucoup plus stricte au vendeur. Afin de contribuer à une interprétation plus uniforme et prévisible de l'article 42, le projet s'attache à le replacer sur la trame plus générale du commerce international, où le droit de la propriété intellectuelle pose des obstacles aux mouvements transfrontaliers des marchandises. L'article 42 est d'abord comparé avec la théorie de l'épuisement des droits, qui prévoit la fin d'une emprise du droit intellectuel sur les supports de création. Le mécanisme de l'article 42 est ensuite mis en parallèle avec les moyens qui sont accessibles aux parties à la vente pour prévenir le problème d'interférence avec les droits intellectuels. À la lumière des modes limités de publicité des droits intellectuels et de la complexité des régimes conçus pour protéger les créations, il appert que ce domaine ne permet pas de prévenir efficacement les risques pouvant contrecarrer la vente. La solution proposée par la Convention de Vienne est enfin confrontée aux principes généraux dont elle s'inspire. Ceux-ci disposent de présomptions d'égalité et de compétence à l'égard des opérateurs, lesquelles ne peuvent être repoussées que par une démonstration de déséquilibre substantiel. Le cas échéant, l'équilibre peut être rétabli par l'intensification des obligations d'information et de coopération sur les épaules du contractant qualifié au bénéfice du plus faible. Il ressort de la démarche que l'équilibre contractuel qui sous-tend l'article 42 se fonde sur une répartition particulière de la prévention. La spécificité des droits intellectuels le requiert. Le respect de ces droits dans la vente internationale revient donc généralement aux deux contractants.

L'Internet Physique (IP) est une initiative qui identifie plusieurs symptômes d'inefficacité et non-durabilité des systèmes logistiques et les traite en proposant un nouveau paradigme appelé logistique hyperconnectée. Semblable à l'Internet Digital, qui relie des milliers de réseaux d'ordinateurs personnels et locaux, IP permettra de relier les systèmes logistiques fragmentés actuels. Le but principal étant d'améliorer la performance des systèmes logistiques des points de vue économique, environnemental et social. Se concentrant spécifiquement sur les systèmes de distribution, cette thèse remet en question l'ordre de magnitude du gain de performances en exploitant la distribution hyperconnectée habilitée par IP. Elle concerne également la caractérisation de la planification de la distribution hyperconnectée. Pour répondre à la première question, une approche de la recherche exploratoire basée sur la modélisation de l'optimisation est appliquée, où les systèmes de distribution actuels et potentiels sont modélisés. Ensuite, un ensemble d'échantillons d'affaires réalistes sont créé, et leurs performances économique et environnementale sont évaluées en ciblant de multiples performances sociales. Un cadre conceptuel de planification, incluant la modélisation mathématique est proposé pour l’aide à la prise de décision dans des systèmes de distribution hyperconnectée. Partant des résultats obtenus par notre étude, nous avons démontré qu’un gain substantiel peut être obtenu en migrant vers la distribution hyperconnectée. Nous avons également démontré que l'ampleur du gain varie en fonction des caractéristiques des activités et des performances sociales ciblées. Puisque l'Internet physique est un sujet nouveau, le Chapitre 1 présente brièvement l’IP et hyper connectivité. Le Chapitre 2 discute les fondements, l'objectif et la méthodologie de la recherche. Les défis relevés au cours de cette recherche sont décrits et le type de contributions visés est mis en évidence. Le Chapitre 3 présente les modèles d'optimisation. Influencés par les caractéristiques des systèmes de distribution actuels et potentiels, trois modèles fondés sur le système de distribution sont développés. Chapitre 4 traite la caractérisation des échantillons d’affaires ainsi que la modélisation et le calibrage des paramètres employés dans les modèles. Les résultats de la recherche exploratoire sont présentés au Chapitre 5. Le Chapitre 6 décrit le cadre conceptuel de planification de la distribution hyperconnectée. Le chapitre 7 résume le contenu de la thèse et met en évidence les contributions principales. En outre, il identifie les limites de la recherche et les avenues potentielles de recherches futures. / The Physical Internet (PI) is an initiative that identifies several symptoms of logistics systems unsustainability and inefficiency and tackles them by proposing a novel paradigm called Hyperconnected Logistics. Similar to the Digital Internet, which connects thousands of personal and local computer networks, PI will connect the fragmented logistics systems of today. The main purpose is to enhance the performance of logistics systems from economic, environmental and social perspectives. Focusing specifically on the distribution system, this thesis questions the order of magnitude of the performance gain by exploiting the PI-enabled hyperconnected distribution. It is also concerned by the characterization of the hyperconnected distribution planning. To address the first question, an exploratory research approach based on optimization modeling is applied; first, the current and prospective distribution systems are modeled. Then, a set of realistic business samples are created, and their economic and environmental performance by targeting multiple social performances are assessed. A conceptual planning framework is proposed to support the decision making in the hyperconnected distribution system. Based on the results obtained by our investigation, it can be argued that a substantial gain can be achieved by shifting toward Hyperconnected Distribution. It is also revealed that the magnitude of the gain varies by business characteristics and the targeted social performance. Since the Physical Internet is a novel topic, chapter 1 briefly introduces PI and Hyperconnected Logistics. Chapter 2 discusses the research foundations, goal and methodology. It also describes the challenges of conducting this research and highlights the type of contributions aimed for. Chapter 3 presents the optimization models including a core distribution network design modeling approach. Influenced by the characteristics of the current and prospective distribution systems, three distribution system-driven models are developed. Chapter 4 engages with the characterization of the business samples, the modeling and calibration of the parameter that are employed in the models. The exploratory investigation results are presented in Chapter 5. Chapter 6 describes the hyperconnected distribution planning framework. Chapter 7 summarizes the content of the thesis and highlights the main contributions. Moreover, it identifies the research limitations and potential future research avenues.