Le Comité interrégional pour le transport des marchandises (2002) révèle que dans la région de Montréal, une énorme pression s'exerce de plus en plus sur le réseau routier entraînant une congestion chronique de plusieurs axes autoroutiers durant les périodes de pointe du matin et du soir. Les temps de congestion s'allongent sans cesse exacerbant d'autant les effets pervers des multiples retards. Cette situation représente une menace pour la viabilité et la compétitivité tant de l'industrie du transport des marchandises que des autres industries qui comptent sur elle. Pour mettre plus de lumière sur ce sujet, nous avons élaboré cette étude qui représente un diagnostic assez complet de la situation. Au début, nous avons constitué une revue de la littérature exhaustive mettant en relief l'évolution de ce phénomène dans les métropoles contemporaines, les causes qui sont à son origine ainsi que ses impacts sur l'industrie de camionnage. La revue de littérature propose, également, certaines solutions, permettant de résoudre ce problème, qui ont été soulignées par les études antérieures. Par la suite, nous avons établi notre cadre de travail ainsi que nos objectifs de recherche. Pour vérifier nos hypothèses de recherche, nous avons mené un sondage (questionnaire) auprès des compagnies de transport routier de marchandises qui constituent les parties prenantes les plus touchées par ce phénomène. Les résultats obtenus nous confirment qu'effectivement le problème de la congestion routière préoccupe, de plus en plus, les transporteurs routiers de marchandises dans la région de Montréal. Nous avons conclu, également, que ce fléau urbain impose à ces compagnies des surcoûts financiers (surconsommation du carburant et pertes de temps de travail) et des contraintes logistiques (ruptures de stocks et variabilité des temps de livraison). En dernier lieu le présent travail nous permet de faire la distinction entre deux types de solutions: le premier groupe concerne des actions, acceptées par les camionneurs, moins coûteux et moins exigeantes sur le plan logistique (livraisons en dehors des périodes congestionnées, coopération et collaboration entre les parties prenantes) et alors que le deuxième groupe se compose des solutions rejetées par ces acteurs et qui sont plus coûteuses et très exigeantes (délocalisation des entrepôts-terminaux, changement du parc de véhicules).

Le transport par train routier est de plus en plus présent sur les autoroutes canadiennes. Cette option de camionnage permet de transporter une plus grande charge de marchandises à l’aide d’un seul tracteur. Des multinationales utilisent ce type de transport pour leurs opérations quotidiennes et la popularité de cette stratégie est en croissance. De plus, la législation concernant le train routier se simplifie depuis quelques années. La majorité des recherches actuelles portent sur la mécanique du train routier, mais peu d’études sur la rentabilité de ces opérations sont disponibles dans la littérature scientifique. Ce présent mémoire propose une étude économique du train routier. En partenariat avec une entreprise québécoise implantée depuis 20 ans, l’étude économique vise à comparer les opérations en train routier à celle du camionnage régulier avec des remorques de cinquante-trois pieds. L’entreprise souhaite identifier les différences de coûts entre les deux types d’opérations afin d’implanter une stratégie d’affaires à long terme et durable. À l’aide de données réelles et d’observations de flux de marchandises, l’étude économique est basée sur différents scénarios vécus par l’entreprise. De plus, la sensibilité des différents paramètres est étudiée afin de mieux comprendre le comportement des coûts de l’entreprise. Les résultats ont démontré que le train routier permet dans certains cas une économie à la fois monétaire et temporelle pour l’entreprise. En analysant les demandes de transports et en calculant les coûts associés au camionnage traditionnel ainsi qu’au train routier, l’entreprise peut réduire ses frais opérationnels en choisissant le type de transport le plus rentable selon sa situation. / Road train transport is now often on Canadian highways. This variation of trucking allows a larger load of goods to be hauled with just one tractor. Multinationals use this type of transportation for their daily operations and use of this operational strategy is growing. Road trains regulation is less restrictive than it was before. The majority of current research is on the mechanics of the road train but few studies are available on the profitability of these operations. This report proposes an economic study of the road train. In partnership with a Quebec company established for 20 years, the economic study compares road train operations with that of regular trucking. The company wants to define the cost differences between the two types of operations in order to implement a long-term and sustainable business strategy. Using real data and observation of the flow of goods, the economic study is based on different scenarios experienced by the company. In addition, the sensitivity of the various parameters is studied to better understand the cost behavior of the company. Results showed that road train can in some cases save both money and time for the company. By analyzing transportation demands and calculating the costs associated with traditional trucking as well as road train, the company can reduce operational costs by choosing the most cost effective type of transportation according to its demand.

De nos jours, l'évolution du commerce électronique ainsi que des niveaux de la consommation requièrent des acteurs de la chaine logistique et en particulier les transporteurs de gérer efficacement leurs opérations. Afin de rester concurrentiels et maximiser leurs profits, ils doivent optimiser leurs opérations de transport. Dans cette thèse de doctorat, nous nous focalisons sur les enchères combinatoires en tant que mécanisme de négociation pour les marchés d'approvisionnement des services de transport routier par camions permettant à un expéditeur d'externaliser ses opérations de transport et aux transporteurs d'acquérir des contrats de transport. Les mises combinatoires permettent à un transporteur participant à l'enchère d'exprimer ses intérêts pour une combinaison de contrats mis à l'enchère dans une même mise. Si la mise gagne, tous les contrats qui la forment seront alloués au transporteur au tarif exigé. Les défis majeurs pour le transporteur sont de déterminer les contrats de transport sur lesquels miser, les regrouper dans plusieurs mises combinatoires, s'il y a lieu, et décider des prix à soumettre pour chaque mise générée. Ces défis décisionnels définissent le problème de construction de mises combinatoires (BCP pour Bid Construction Problem). Chaque transporteur doit résoudre le BCP tout en respectant ses engagements préexistants et ses capacités de transport et en tenant compte des offres des compétiteurs, ce qui rend le problème difficile à résoudre. Dans la pratique, la majorité des transporteurs se basent sur leur connaissance du marché et leur historique pour fixer leurs prix des mises. Dans la littérature, la majorité des travaux sur le BCP considèrent des modèles déterministes où les paramètres sont connus et se limitent à un contexte de flotte homogène. En plus, nous notons qu'un seul travail à considérer une variante stochastique du BCP. Dans cette thèse de doctorat, nous visons à faire avancer les connaissances dans ce domaine en introduisant de nouvelles formulations et méthodes de résolution pour le BCP Le premier chapitre de cette thèse introduit une nouvelle variante du BCP avec une flotte hétérogène. En partant d'une comparaison des similitudes et des différences entre le BCP et les problèmes classiques de de tournées de véhicules, nous proposons une nouvelle formulation basée sur les arcs avec de nouvelles contraintes de bris de symétrie pour accélérer la résolution. Ensuite, nous proposons une approche heuristique et une autre exacte pour résoudre ce problème. L'heuristique développée est une recherche adaptative à grands voisinages (ALNS pour Adaptive Large Neighborhood Search) et se base sur le principe de destruction puis réparation de la solution à l'aide d'opérateurs conçus spécifiquement pour le BCP traité. La méthode exacte utilise la meilleure solution heuristique pour résoudre notre modèle mathématique avec le solveur CPLEX. Les résultats obtenus montrent la pertinence de nos méthodes en termes de qualités des solutions et des temps de calculs et ce pour des instances de grande taille. Dans le deuxième chapitre, nous nous attaquons à un cas particulier du BCP où le transporteur n'a pas d'engagements existants et vise à déterminer un ensemble de contrats mis à l'enchère profitables à miser dessus. Cette problématique correspond à un problème de tournées de véhicules avec profits (TOP pour Team Orienteering Problem). Nous proposons pour le TOP une heuristique ALNS hybride avec de nouveaux opérateurs ainsi que de nouvelles fonctionnalités tenant compte de la nature du problème. Ensuite, nous comparons les performances de notre méthode avec toutes les méthodes déjà publiées dans la littérature traitant du TOP. Les résultats montrent que notre méthode surpasse généralement toutes les approches existantes en termes de qualité des solutions et/ou temps de calculs quand elle est testée sur toutes les instances de la littérature. Notre méthode améliore la solution d'une instance de grande taille, ce qui surligne sa performance. Dans le troisième chapitre, nous nous focalisons sur l'incertitude associée aux prix de cessions des contrats mis à l'enchère et sur les offres des transporteurs concurrents. Il n'existe qu'un seul article qui traite de l'incertitude dans le BCP cependant il ne permet pas de générer des mises multiples. Ainsi, nous proposons une nouvelle formulation pour le BCP avec des prix stochastiques permettant de générer des mises combinatoires et disjointes. Nous présentons deux méthodes pour résoudre ce problème. La première méthode est hybride et à deux étapes. Dans un premier temps, elle résout un problème de sélection pour déterminer un ensemble de contrats profitables. Dans un second temps, elle résout simultanément un problème de sélection de contrats et de détermination de prix des mises (CSPP pour Contracts Selection and Pricing Problem) en ne considérant que les contrats sélectionnés dans la première étape. Notre méthode exacte résout, avec l'algorithme de branch-and-cut, le CSPP sans présélectionner des contrats. Les résultats expérimentaux et de simulations que nous rapportons soulignent la performance de nos deux méthodes et évaluent l'impact de certains paramètres sur le profit réel du transporteur. Dans le quatrième chapitre, nous nous focalisons sur l'incertitude liée au succès des mises et à la non-matérialisation des contrats. Généralement, le transporteur souhaite avoir la garantie que si certaines des mises ne sont pas gagnées ou un contrat ne se matérialise pas, il n'encourra pas de perte en servant le sous-ensemble de contrats gagnés. Dans cette recherche, nous adressons le BCP avec prix stochastiques et développons une méthode exacte qui garantit un profit non négatif pour le transporteur peu importe le résultat des enchères. Nos simulations des solutions optimales démontrent, qu'en moyenne, notre approche permet au transporteur d'augmenter son profit en plus de garantir qu'il reste non-négatif peu importe les mises gagnées ou la matérialisation des contrats suivant l'enchère. / Nowadays, the evolution of e-commerce and consumption levels require supply chain actors, in particular carriers, to efficiently manage their operations. In order to remain competitive and to maximize their profits, they must optimize their transport operations. In this doctoral thesis, we focus on Combinatorial Auctions (CA) as a negotiation mechanism for truckload (TL) transportation services procurement allowing a shipper to outsource its transportation operations and for a carrier to serve new transportation contracts. Combinatorial bids offer a carrier the possibility to express his valuation for a combination of contracts simultaneously. If the bid is successful, all the contracts forming it will be allocated to the carrier at the submitted price. The major challenges for a carrier are to select the transportation contracts to bid on, formulate combinatorial bids and associated prices. These decision-making challenges define the Bid Construction Problem (BCP). Each carrier must solve a BCP while respecting its pre-existing commitments and transportation capacity and considering unknown competitors' offers, which makes the problem difficult to solve. In practice, the majority of carriers rely on their historical data and market knowledge to set their prices. In the literature, the majority of works on the BCP propose deterministic models with known parameters and are limited to the problem with a homogeneous fleet. In addition, we found a single work addressing a stochastic BCP. In this thesis, we aim to advance knowledge in this field by introducing new formulations and solution methods for the BCP. The first chapter of this thesis introduces the BCP with a heterogeneous fleet. Starting from a comparison between the BCP and classical Vehicle Routing Problems (VRPs), we propose a new arc-based formulation with new symmetry-breaking constraints for the BCP. Next, we propose exact and heuristic approaches to solve this problem. Our Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) heuristic is based on a destroy-repair principle using operators designed for this problem. Our exact method starts from the heuristic solution and solves our mathematical model with CPLEX. The results we obtained revealed the relevance of our methods in terms of solutions quality and computational times for large instances with up to 500 contracts and 50 vehicles. In the second chapter, we tackle a particular case of the BCP where the carrier has no pre-existing commitments and aims to select a set of profitable auctioned contracts to bid on. This problem corresponds to a Team Orienteering Problem (TOP). We propose a hybrid ALNS heuristic for the TOP with new operators as well as new features taking into account the nature of the problem. Then, we compare the performance of our algorithm against the best solutions from the literature. The results show that our method generally outperforms all the existing ones in terms of solutions quality and/or computational times on benchmark instances. Our method improves one large instance solution, which highlights its performance. In the third chapter, we focus on the uncertainty associated with the auctioned contracts clearing prices and competing carriers offers. Only one article dealing with uncertainty in the BCP existed but it does not allow to generate multiple bids. Thus, we propose a new formulation for the BCP with stochastic prices allowing to generate non-overlapping combinatorial bids. We present two methods to solve this problem. The first one is a two-step hybrid heuristic. First, it solves a Contracts Selection Problem to determine a set of profitable contracts to bid on. Secondly, it simultaneously solves a Contracts Selection and Pricing Problem (CSPP) by considering only the set of auctioned contracts selected in the first stage. Our exact method solves a CSPP by branch-and-cut without pre-selecting contracts. The experimental and simulation results underline the performance of our two methods and evaluate the impact of certain parameters on the carrier's real profit. In the fourth chapter, we focus on the uncertainty associated with bids success and contracts non-materialization. Generally, the carrier seeks to be assured that if some of the submitted bids are not won or a contract does not materialize, it will not incur a loss by serving the remaining contracts. In this research, we address the BCP with stochastic prices and develop an exact method that ensures a non-negative profit for the carrier regardless of the auction outcomes and contracts materialization. Our simulations of the optimal solutions show that, on average, our approach increases the carrier's profit in addition to guaranteeing its non-negativity regardless of the bids won or the contracts materialization.

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Pendant plusieurs années, les aménagements de la voirie urbaine ont été adaptés à un accroissement continuel de la circulation automobile avec l’élargissement des emprises roulables et la prédominance du noir des revêtements bitumineux. Or, la route accueille maintenant des usagers variés. Elle doit donc tenir compte de tous ces utilisateurs, leur donner la place qui leur revient et réussir à les faire cohabiter. La route doit mettre en valeur les territoires qu’elle traverse, tout en répondant à sa mission première qui est de desservir adéquatement les communautés avoisinantes. Il faut concevoir des routes de façon à ce que les conducteurs de véhicules motorisés fassent naturellement ce qu’on attend d’eux. Les revêtements colorés peuvent être utilisés pour créer des ambiances urbaines, renforcer l’identité d’une ville et faciliter la lecture des espaces. Plusieurs nouveaux aménagements routiers, allant des carrefours giratoires aux stationnements en passant par la signalisation et toutes les mesures qui permettent de modérer la circulation, sont à la disposition des concepteurs. De plus, dans un contexte de développement durable, de nouvelles techniques routières ont fait leur apparition. Parmi celles-ci, en plus des revêtements colorés, il y a les enrobés tièdes. Cette thèse, basée sur une trentaine d’années de recherches, d’enseignements, de réalisations et d’observations à travers le monde, présente ces nouveaux aménagements routiers et ces nouveaux matériaux / For years, the development and maintenance of urban road systems responded to a continuous increase in automobile traffic by extending the network, with the blacktop for asphalt pavements taking the lead. However, the road now serves a wide variety of users, which it must now satisfy even as it struggles to meet their competing end goals. The road must enhance the landscape, while adequately serving the surrounding communities. Road design must be realized in a manner that allows drivers to perform what is expected of them naturally. Coloured bituminous surfaces can be used to create urban atmospheres, to reinforce the identity of a city, to facilitate the reading of spaces, to support the cohabitation of different users and to identify different places. Several new road engineering measures, such as roundabouts, parking, traffic signs and traffic calming measures, are now available to urban planners, traffic engineers and road designers. Furthermore, in the framework of sustainable development, new road techniques have emerged, including coloured bituminous pavements and a variety of warm mix asphalt techniques. This thesis, wich is based on thirty years of research, teaching, accomplishments and observations from around the world, presents these new road management measures and materials

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Cette étude analyse les déterminants du taux de chargement des camions et plus particulièrement l'effet lié à l'adoption des systèmes de gestion électronique des véhicules (SGEV). Pour ce faire, un modèle logit multinomial ordonné à effets fixes est estimé sur la base des observations de l'Enquête routière nationale de 1999 se rapportant à des camions qui ont effectué en tout ou en partie un déplacement sur le territoire québécois. Les principaux résultats indiquent que la taille du camion, la longueur du déplacement et le niveau de polyvalence de la remorque affectent positivement le taux de chargement alors que la nature des opérations du transporteur et la structure de propriété du camion ont relativement peu d'effet. Au plan technologique, l'adoption des SGEV réduit légèrement le taux de chargement sur les déplacements d'ALLER, mais affecte positivement celui-ci sur les déplacements de RETOUR.

Ce mémoire vise à justifier la pertinence de la mutualisation des besoins de transport en charges partielles par les entreprises expéditrices. En effet, les avantages de la mutualisation dans un contexte de transport ont déjà été démontrés, mais plus précisément du point de vue des transporteurs. Voulant ainsi justifier un tel concept, mais du point de vue des entreprises expéditrices, une Plate-forme virtuelle d’optimisation et de mutualisation des opérations de transport en charges partielles est simulée dans ce mémoire. Pour démontrer cette pertinence, le but premier a été de s’intéresser à la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) découlant d’un tel effort de mutualisation, la prémisse de ce mémoire étant de réduire l’empreinte écologique de l’industrie du transport routier et de diminuer l’achalandage sur le réseau routier à Québec. Ainsi, le deuxième but a été de s’intéresser à la réduction du nombre de camions en circulation. Enfin, le troisième et dernier but a été de s’intéresser aux gains financiers d’une telle plate-forme, soit l’incitatif presque toujours premier des entreprises. À l’aide d’entreprises situées à Québec, il a été possible de simuler un contexte réel de commerce entre des entreprises partenaires et des transporteurs. Les résultats obtenus permettent de constater qu’un effort de mutualisation aide à réduire significativement les émissions de GES dès qu’une dizaine d’entreprises participent (réductions de 35% et plus pour les trois tests effectués). Finalement, il est démontré que les résultats économiques d’une telle plate-forme sont également très attirants pour les entreprises qui acceptent d’être des partenaires d’affaires. Enfin, l’idée présentée dans ce mémoire a été poussée encore plus loin et est l’objet de l’article scientifique intitulé Service level, financial and environmental optimization of collaborative transportation auquel j’ai participé en tant coauteure.

Mon mémoire s’articule autour de deux objectifs distincts. En premier lieu, je présente un modèle d’équilibre général utilisé par Ressources Naturelles Canada pour obtenir des prévisions énergétiques sur l’économie canadienne : le modèle d’analyse des politiques liées à l’énergie au Canada, ou MAPLE-C. En deuxième lieu, je réalise une étude de cas avec MAPLE-C sur la mise en œuvre d’une politique publique obligeant l’utilisation du gaz naturel compressé par le transport lourd et sa conséquence sur l’émission de gaz à effet de serre. J’observe une réduction globale des gaz à effet de serre alors que le transport lourd utilise une source d’énergie moins polluante que le pétrole. J’observe aussi un réajustement de l’économie alors que les consommateurs abandonnent le gaz naturel, devenu plus cher. Toutefois, dû aux limitations du modèle, je suis dans l’impossibilité de statuer sur les effets positifs et négatifs.