Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au mode d’exploitation de la demande prévisionnelle pour le pilotage des flux amont dans un contexte de production de masse de produits fortement diversifiés et de dispersion géographique des unités de production. Lorsque l’information prévisionnelle est mal exploitée, des phénomènes, similaires à l’effet coup de fouet connu en chaîne logistique aval, apparaissent en chaîne logistique amont altérant durablement sa performance. Dans le but de contrer certains des mécanismes à l’origine de ces phénomènes, nous avons proposé une adaptation de la MRP permettant d’exploiter au mieux l’information prévisionnelle. L’adaptation de la MRP repose sur une méthode de calcul des besoins basée sur l’exploitation statistique des nomenclatures de planification et la diffusion d’informations sur les niveaux de recomplètement le long de la chaîne logistique amont. Cette approche a été testée avec succès sur plusieurs cas d’application dans l’industrie automobile / In this PhD dissertation, we investigated the way of exploiting the demand forecasts for the upstream flow management in a context of mass production of highly diverse products and of geographical dispersion of the production units. When the forecasts are poorly exploited, phenomena similar to the well-known bullwhip effect in the downstream supply chain appear in the upstream supply chain altering permanently its performances. In order to counter some of the mechanisms underlying these phenomena, we proposed an adaptation of the MRP to perform the exploitation of the forecasted demand. The adaptation of the MRP is based on a calculation method that uses the planning BOM for calculating and transmitting replenishment levels along the upstream supply chain. This approach has been successfully tested on several application studies in the automotive industry

Dans cette thèse, nous étudions trois problèmes d'ordonnancement de la chaîne logistique dans le modèle de production à la demande. Le premier problème est un problème d'ordonnancement de production et de distribution intermédiaire dans une chaîne logistique avec un producteur et un prestataire logistique. Le deuxième problème est un problème d'ordonnancement de production et de distribution aval avec des dates de début au plus tôt et des dates limites de livraison dans une chaîne logistique avec un producteur, un prestataire logistique et un client. Le troisième problème est un problème d'ordonnancement de production et de distribution aval avec des temps de réglage et des fenêtres de temps de livraison dans une chaîne logistique avec un producteur, un prestataire logistique et plusieurs clients. Pour les trois problèmes, nous étudions les problèmes d'ordonnancement individuels et les problèmes d'ordonnancement coordonnés. Nous proposons des algorithmes polynomiaux ou prouvons la NP-Complétude de ces problèmes, et développons des algorithmes exacts ou heuristiques pour résoudre les problèmes NP-Difficiles. Nous proposons des mécanismes de coordination et évaluons le bénéfice de la coordination. / In this dissertation, we aim at investigating three supply chain scheduling problems in the make-To-Order business model. The first problem is a production and interstage distribution scheduling problem in a supply chain with a manufacturer and a third-Party logistics (3PL) provider. The second problem is a production and outbound distribution scheduling problem with release dates and deadlines in a supply chain with a manufacturer, a 3PL provider and a customer. The third problem is a production and outbound distribution scheduling problem with setup times and delivery time windows in a supply chain with a manufacturer, a 3PL provider and several customers. For the three problems, we study their individual scheduling problems and coordinated scheduling problems: we propose polynomial-Time algorithms or prove the intractability of these problems, and develop exact algorithms or heuristics to solve the NP-Hard problems. We establish mechanisms of coordination and evaluate the benefits of coordination.

Les principaux enjeux des supply chain d’aujourd’hui concernent l’adaptation à des environnements instables. Demand Driven Material Requirements Planning (DDMRP) est une méthode récente et prometteuse de gestion des flux qui a été conçue pour faire face aux problématiques actuelles. Le travail de recherche réalisé détaille et positionne DDMRP par rapport aux autres méthodes connues de pilotage de flux. Le but de ce travail est de challenger les principales promesses de DDMRP. Pour cela, un plan d’expériences a été réalisé sur un cas d’étude pour évaluer le comportement de MRP II, Kanban et DDMRP face à différentes sources de variabilité. Le dimensionnement des buffers DDMRP est un sujet majeur pour la méthode. Il a été traité sur un cas d’étude avec un travail d’optimisation. Toutes les contributions ont été expérimentées avec l’implémentation de DDMRP sur un cas réel. La thèse permet ainsi de valider certains atouts de DDMRP, tels que l’adaptation du système à différentes formes de variabilités, mais elle permet également de souligner des perspectives majeures de recherche sur ce sujet. / The main Supply Chain current issues concern the adaptation to unstable environments. Demand Driven Material Requirements Planning (DDMRP) is a recent and promising material management method that is designed to tackle these current issues. The research work details and classifies DDMRP compared to the other material management methods known. The goal of this work is to challenge the main DDMRP promises. This is why a design of experiments was realised on a case study in order to assess MRP II, Kanban and DDMRP behaviours with different variability sources. The DDMRP buffer sizing is a major issue. It was dealt with an optimisation work on a case study. All the contributions were experimented with a DDMRP implementation on a real case. The research work enables several DDMRP advantages to be validated, such as the system adjustment to different variability sources, however this work also allows research perspectives to be underlined.

Dans un contexte industriel où le partenariat d’entreprises devient une réponse stratégique aux exigences accrues du marché, le contrat d’approvisionnement apparaît progressivement comme un élément-clé de la gestion d’une chaîne logistique. La contribution de cette thèse comporte deux volets. Au plan méthodologique, il s’agit de fournir à l’entreprise un cadre d’analyse support à la contractualisation, permettant de relier clause, risque et performance en vue de définir, par une démarche instrumentée, les clauses pertinentes en adéquation avec le contexte industriel et la relation d’approvisionnement. Au plan des outils, un modèle de planification avec prise en compte des contraintes contractuelles et une plateforme de simulation ont été développés. Deux types de contrats d’approvisionnement (contrat d’engagement sur des quantités par période et contrat d’engagement sur des quantités par horizon) ont été simulés, mettant en évidence l’impact de ces derniers sur la performance locale (vue partenaire) et globale (vue de la chaîne logistique). / In high competitive industrial context where the collaborative partnership becomes a strategic answer to face the increased market requirements, supply contract gradually appears to be a key element in supply chain management. The contribution of this thesis is twofold. In one hand, methodological approach aims at providing deciders with contracting framework support that links clause, risk and performance in order to define, by instrumented approach, the relevant clauses to commit in adequacy with industrial context and supplying relationship. In the other hand, planning model including contractual constraints and simulation platform are developed. Two types of supply contracts (commitments on quantities per period and commitments on quantities per horizon) are simulated, highlighting the impact of these one on local performance (partner view) and global performance (supply chain view)

Independent de la performance remarquable accomplie par la logistique d’aujourd’hui, les réseaux actuels sont majoritairement dédiés à un acteur et donc très peu interconnectés. Cette fragmentation conduit une difficulté de mutualisation des flux et dès lors à une efficacité limitée. Ces organisations dédiées et hétérogènes sont de plus en plus challengées par les nouveaux défis d’aujourd’hui posés à l’efficacité, l’efficience et la résilience. Pour répondre à cet antagonisme, un innovant concept logistique - l’Internet Physique (PI) - a été proposé. Dans ce système, les infrastructures et les moyens de transport peuvent être organisés de façon dynamique et attribués à court ou à long terme en fonction des besoins. Par conséquent, les décisions des opérations logistiques peuvent être prises de façon dynamique, agile, et donc de manière plus optimale. Cette thèse concentre les perspectives de PI concernant la gestion de stocks et du transport par rapport aux défis de l’efficacité et de la résilience.Comme l’étude de l’efficacité de PI par rapport au transport a été déjà effectuée, le premier objectif de cette recherche est d’explorer les potentiels de l’interconnexion des réseaux dans la gestion de stocks, qui n’a par encore été adressé. À cette fin, nous examinons d'abord les trois nouvelles pratiques apportées par PI : 1) les stocks distribués à proximité des clients finaux; 2) le transbordement de stocks entre les hubs; 3) de multiples options dynamiques de sélection de la source pour chaque commande. Deux modèles de gestion de stocks correspondants sont proposés. Cette étude sert de guide pour des décisions de stockage pour les vendeurs dans un tel système logistique ouvert.Après l’analyse d’efficacité de PI, la deuxième partie de cette thèse concerne la résilience des modèles de stockage et de transport dans PI confrontés à des interruptions dans la chaîne logistique. On a étendu les modèles de stockage et de transport avec interruptions imprévisibles dans les infrastructures telles que l’usine ou les hubs. Des stratégies différentes sont développées pour atténuer les risques de perturbation des flux. Des études numériques sont effectuées pour évaluer la performance des modèles proposés.En résumé, cette recherche est la première qui étudie le potentiel de l’Internet Physique pour la gestion de stock et la résilience de ce système. D’après les résultats, il n’y a aucun doute que le PI change le design de chaîne logistique d’aujourd’hui et améliore la performance de gestion de logistique à la fois en efficience et en résilience. / Irrespective of significant performance achieved, today’s logistics networks are overwhelmingly dedicated to an actor and therefore poorly interconnected. This fragmentation exhibits inevitable inefficiency and needs to be changed in respond to today’s new arising challenges in efficiency and resilience. To solve this antagonism, an innovative concept - Physical Internet (PI) - has been proposed which is a fully interconnected, open, dynamic logistics system. In such a system, the facilities and means of transportation can be dynamically organized and allocated in the short-term or long-term according to the economic environment. As a result, decisions can be made dynamically, agilely, and thus optimally. This thesis studies the perspectives of the PI to inventory management and transportation regarding the challenges in efficiency and resilience.As the efficiency of the PI to transportation has been carried out in literature, the first objective of this thesis is to explore the potentials of the PI to inventory management. To this end, we firstly qualitatively examine the new practices brought by the PI and conclude three main characteristics: 1) Distributed stocks near end customers; 2) Transshipment of inventories; and 3) multiple dynamic source options. Corresponding inventory models and solutions are proposed and evaluated with numerical experiments in Fast Moving Consumer Goods (FMCG). This part of study gives a guideline for the vendors applying the PI to make inventory decisions in such an open logistic system.The second objective is to analyze the resilience of the proposed PI enabled inventory and transportation model confronted to disruptions. The proposed inventory and transportation model are extended with different disruptions at facilities including plants and hubs. Different disruption strategies are developed. Numerical studies in FMCG are carried out.In a word, this research investigates the inventory management in the PI and the resilience of PI enabled logistics models. It is the first time such a work is done and it should be upfront. From the results of studies, there is no doubt that the PI changes today’s supply chains design and improve the performance of supply chain management both in efficiency, effectiveness and resilience.

Dans le présent travail, le concept de durabilité a été redéfini pour que la compréhension commune puisse être garantie. Un modèle d'évaluation du degré de durabilité d'une chaîne logistique existante a été conçu par la suite. Ce modèle a été testé de façon empirique à travers une étude de cas. En appliquant l'amélioration continue, il faut que cette évaluation soit suivie d'un processus de reconception de la chaîne logistique en question. Cependant, Il est important qu'une évaluation des risques soit réalisée auparavant. Pour cette raison, un modèle de quantification des risques a été développé. Le modèle peut considérer soit les risques débouchant sur une reconception, soit les risques dus à une reconception. Une étude de cas basée sur les risques débouchant sur une reconception de la chaîne logistique a été mise en place pour prouver l'applicabilité du modèle dans un environnement réel. Les résultats qui découlent du modèle doivent être considérés comme étant une aide à la décision / Ln the present work, the sustainabillty concept has been redeflned so that common understanding can be guaranteed. Subsequently, a model intended to evaluate an existent supply chain's overall degree of sustainability has been developed and empirically tested through a case study. Considering the approach of continuous improvement, this evaluation should be followed by a redesign of the considered supply chain. However, a risk assessment needs to be done ex-ante. Forthis reason, a risk Identification and quantification model has been evolved. This model may consider bath, the risks leading to the redesign process and the risks resultlng from the redesign phase. A case study, which considers the risks leading to a redesign phase, has been implemented so that the model's feasibility in a real business' environment can be proved. The model's outcomes must not be mistaken for ultimate results but need to be considered being a decision support for managers.

Aujourd’hui, une entreprise ne peut, à elle seule, satisfaire les exigences de ses clients. Elle a besoin de s'appuyer sur les acteurs de sa Supply Chain : ses fournisseurs, les fournisseurs de ses fournisseurs et les distributeurs. Dans ce cadre, la littérature met en évidence la prédisposition des acteurs à aligner leurs comportements et à opter pour un comportement global intégrant les caractéristiques physiques, informationnelles, managériales, etc. L’objet de cette recherche est de comprendre par quels dispositifs de coordination ce postulat se réalise. Parallèlement, ces dispositifs de coordination (le contrat, la confiance, le pouvoir ou encore l’opportunisme), qui trouvent généralement leur substance dans les relations interpersonnelles, alimentent une littérature qui a tendance à laisser penser que l’idée d’un alignement de comportement n’est pas soutenable dans les relations inter-firmes. Pour comprendre la relation inter-firmes et les dispositifs mis en place au sein de la Supply Chain Automobile, nous avons exploré une revue de littérature sur la firme, la relation inter-firmes, les différents regards portés sur la coordination inter-firmes et la place accordée à chaque dispositif de coordination. Nous avons également exposé la spécificité du concept SCM et plus largement le concept Supply Chain. Par la suite, une étude de cas, inscrite dans une démarche compréhensive au sens du Dumez (2014), a constitué la phase empirique de notre recherche. La confrontation du matériau théorique au matériau empirique a fait émerger trois idéaux-types de relations (Collaboration, Coordination et Transaction) dont des dispositifs changent d’un type à l’autre et selon que l’on se place en amont ou en aval. Ainsi, peut-on trouver dans le même idéaltype, et chez les mêmes acteurs, des dispositifs ascendants (envers les clients) et descendants (envers les fournisseurs). Cette recherche a appuyé les travaux sur le rôle décisif du leadership, d’une part dans la construction de la relation de collaboration avec ses fournisseurs, et d’autre part sur l’impact qu’il exerce sur la définition des dispositifs de relation. Elle a également montré que la place de la culture dans les relations inter-firmes n’est pas uniforme, mais change en fonction de la solidité du système organisationnel de l’entreprise. Enfin, cette recherche montre la corrélation entre la construction du système organisationnel des entreprises au sein de chaque idéaltype et les cinq principaux facteurs, à savoir, la spécificité de l’actif, la technicité du produit, le temps, la qualité et le prix. / Nowadays, a firm cannot meet its customers' requirements alone. It needs to rely on its Supply Chain : its providers, the providers of its providers, and the distributors.In this framework, the literature highlights the actors’ proneness to align their behaviors and to opt for a global behavior that integrates physical, informational and managerial characteristics. The purpose of this research is to understand by which coordination instruments does this postulate is carried out? On the other hand, these coordination instruments (contract, trust, power or opportunism), which often find their substance in the interpersonal relationships, feed a literature that tends to let one think that the idea of a behavioral alignment is not bearable in the interfirm relationships.To understand the interfirm relationships and its instruments in the automotive supply chain, we have explored a literature review on the firm, the interfirm relationships and the place granted to each coordination instrument. We also showed the specificity of the SCM concept, and more widely the Supply Chain concept. Then, a case study registered in a comprehensive approach, in Dumez sense (2014), constituted the empirical phases of our research. The confrontation of the theoretical material with the empirical material brought three ideal types of relationships to the foreground (Collaboration, Coordination and Transactional), whose instruments change from one to another, and differ if we are upstream or downstream. Within the same idealtype, and the same actors, there are ascendants (towards the customers) or descendants (towards the providers) instruments. This research has rested on the works on the leadership decisive role, on one hand in the building of a collaborative relationship with the providers and, on the other hand, its impact on the definition of the relationship measure. It also demonstrated that the place of the culture in the interfirm relationships is not always the same, but changes depending on the organizational system of the firm. Finally, this research shows the correlation between the organizational system building of the firms within each idealtype, and the five following main factors : the asset specificity, the product technicality, the time, the quality and the price.

Notre recherche doctorale a pour objet d’apporter un éclairage novateur sur la chaîne logistique dans le contexte des réseaux de franchise en s’appuyant sur la théorie des ressources et la théorie des parties prenantes. S’inscrivant dans une logique d’exploration, la recherche participe à enrichir les travaux sur les réseaux de franchise sous l’angle de la chaîne logistique. Une telle approche, jusqu’à présent peu explorée, permet de mieux saisir l’avantage compétitif que représente de la maîtrise de la chaîne logistique pour le réseau de franchise, ainsi que le rôle du prestataire de services logistiques (PSL) dans le contexte français. En effet, son rôle de conseil, voire de prescripteur d’évolution des processus,s’appuie sur sa connaissance des métiers de la chaîne logistique, imprégnée de la culture du client, et sur sa capacité à imposer les évolutions nécessaires vis-à-vis des 3PL auprès desquels il aura sous-traité une partie de ses activités. Il ressort de la recherche que la maîtrise de la chaîne logistique est un enjeu stratégique pour le réseau de franchise. Au travers d’études de cas, la relation de longue durée, la confiance et l’appropriation de la culture du réseau par le PSL sont des critères incontournables de l’avantage compétitif que procure la maîtrise de la chaîne logistique au profit du réseau de franchise. / Our doctoral research aims to bring innovative light on the supply chain in the context offranchise networks based on resource theory and stakeholder theory. As part of an explorationstrategy, research contributes to enriching the work on franchise networks in terms of the supplychain. Such an approach, hitherto little explored, makes it possible to better understand thecompetitive advantage of supply chain control for the franchise network and the role of thelogistics service provider (LSP) in the French context. Indeed, its advisory role, and even theprescriber of the evolution of processes, relies on its knowledge of the supply chain businesses,imbued with the customer's culture, and its ability to impose the necessary changes vis-à-vis3PLs from which it will have subcontracted part of its activities. Research shows that supplychain management is a strategic challenge for the franchise network. Through case studies, thelong-term relationship, trust and ownership of the network culture by the PSL are essentialcriteria for the competitive advantage of supply chain control in favor of the network franchise.

L'hydrogène produit à partir de sources renouvelables et utilisé dans les piles à combustible pour diverses applications, tant mobiles que stationnaires, constitue un vecteur énergétique très prometteur, dans un contexte de développement durable. Les « feuilles de route » stratégiques, élaborées au niveau européen, national ou régional, consacrées aux potentialités énergétiques de l’hydrogène, ainsi que l’analyse des publications scientifiques ont cependant identifié le manque d'infrastructures, comme l'un des principaux obstacles au développement de l'économie « hydrogène ». Cette étude s’inscrit dans le cadre du développement d’une méthodologie de conception d'une chaîne logistique « hydrogène » (production, stockage et transport). La formulation, basée sur une procédure de programmation mathématique linéaire en variables mixtes, implique une approche multicritère concernant la minimisation du prix de revient de l’hydrogène, l’impact sur le réchauffement climatique et un indice de risque, en prenant en compte une échelle tant régionale que nationale. L’optimisation multi-objectif repose sur une stratégie Ɛ-contrainte développée à partir d’une méthode lexicographique menant à la construction de fronts de Pareto offrant un grand nombre de solutions. La procédure d’aide à la décision M-TOPSIS est ensuite utilisée pour choisir le meilleur compromis. Le modèle est appliqué à une étude de cas en Grande-Bretagne, issue de la littérature spécialisée, qui sert de référence pour comparer les approches mono- et multi-objectif. Ensuite, la modélisation et l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement d'hydrogène pour la région Midi-Pyrénées ont été étudiées dans le cadre du projet «H2 vert carburant». Un problème mono/multi-période est traité selon des scénarios d'optimisation basés sur la stratégie Ɛ-contrainte développée à partir d’une méthode lexicographique. Le système d’information ArcGIS® est ensuite utilisé pour valider les solutions obtenues par optimisation multi-objectif. Cette technologie permet d'associer une période de temps aux configurations de la chaîne logistique hydrogène et d’analyser plus finement les résultats de la conception du réseau H2. L’extension au cas de la France répond à un double objectif : d'une part, tester la robustesse de la méthode à une échelle géographique différente et, d’autre part, examiner si les résultats obtenus au niveau régional sont cohérents avec ceux de l'échelle nationale. Dans cette étude de cas, l'outil spatial ArcGIS® est utilisé avant optimisation pour identifier les contraintes géographiques. Un scénario prenant en compte un cycle économique est également traité. Les optimisations mono et multi-objectif présentent des différences relatives au mode de déploiement de filière, centralisé ou décentralisé, et au type de technologie des unités production, ainsi qu’à leur taille. Les résultats confirment l'importance d'étudier différentes échelles spatiales. / Hydrogen produced from renewable sources and used in fuel cells both for mobile and stationary applications constitutes a very promising energy carrier in a context of sustainable development. Yet the strategic roadmaps that were currently published about the energy potentialities of hydrogen at European, national and regional level as well as the analysis of the scientific publications in this field have identified the lack of infrastructures as a major barrier to the development of a « hydrogen » economy. This study focuses on the development of a methodological framework for the design of a hydrogen supply chain (HSC) (production, storage and transportation). The formulation based on mixed integer linear programming involves a multi-criteria approach where three objectives have to be optimised simultaneously, i.e., cost, global warming potential and safety risk, either at national or regional scale. This problem is solved by implementing lexicographic and Ɛ-constraint methods. The solution consists of a Pareto front, corresponding to different design strategies in the associated variable space. Multiple choice decision making based on M-TOPSIS (Modified Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) analysis is then selected to find the best compromise. The mathematical model is applied to a case study reported in the literature survey and dedicated to Great Britain for validation purpose, comparing the results between mono- and multi-objective approaches. In the regional case, the modelling and optimisation of the HSC in the Midi-Pyrénées region was carried out in the framework of the project “H2 as a green fuel”. A mono/multi period problem is treated with different optimisation scenarios using Ɛ-constraint and lexicographic methods for the optimisation stage. The geographic information system (GIS) is introduced and allows organising, analysing and mapping spatial data. The optimisation of the HSC is then applied to the national case of France. The objective is twofold: on the one hand, to examine if the methodology is robust enough to tackle a different geographic scale and second to see if the regional approach is consistent with the national scale. In this case study, the ArcGIS® spatial tool is used before optimisation to identify the geographic items that are further used in the optimisation step. A scenario with an economic cycle is also considered. Mono- and multi-objective optimisations exhibit some differences concerning the degree of centralisation of the network and the selection of the production technology type and size. The obtained results confirm that different spatial and temporal scales are required to encompass the complexity of the problem.

Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur des méthodes d'optimisation pour la conception conjointe des nomenclatures d'une famille de produits et de sa chaîne logistique. Dans les milieux industriels comme dans les services, le contexte commercial très concurrentiel oblige les entreprises à diversifier leurs offres pour mieux répondre aux demandes de leurs clients. La gestion de cette diversité est alors une problématique centrale : comment proposer une large variété de produits pour satisfaire les besoins des clients tout en maîtrisant les coûts de production, d'inventaire et de logistique ? Les réponses à ce problème relèvent des disciplines habituellement séparées : la conception des produits, la production et la logistique. Si une majorité des approches existantes traitent ces problématiques de façon séquentielle, l'interdisciplinarité apparaît cependant comme un élément essentiel dans la gestion de la diversité. L'objectif de cette thèse est de chercher comment améliorer les interactions entre la conception de familles de produits et l'optimisation des réseaux logistiques en proposant une étape de conception intermédiaire et en développant des outils mathématiques, avec un intérêt particulier porté aux problématiques de développement durable. / This PhD thesis addresses the problem of joint bills-of-materials and supply chain design for a product family. In industry as well as in services, the highly competitive business environment obliges companies to diversify their offers to meet the demands of their customers. Then, managing diversity is a central issue: how to offer a wide variety of products to meet customer needs while controlling costs of production, inventory and logistics? Answers to theses problems are usually in separate disciplines: product design, production and logistics. If most of existing approaches tackle these problems sequentially, interdisciplinarity, however, appears as a key aspect of diversity management. The objective of this thesis is to investigate how to improve the interaction between product families design and supply chain optimization and to develop mathematical tools, with a focus on sustainable development.