Au cours des dernières années, le nombre de catastrophes naturelles a subi une augmentation effrayante partout dans le monde. Même si le nombre de décès déclarés a diminué sur les dernières années, le nombre de personnes affectées ne cesse pas d'augmenter, ayant un grand impact dans la façon dont les opérations d'aide humanitaire sont développées. L'aide humanitaire comprend une myriade d'acteurs parmi lesquels on trouve les donateurs, les agences d'aide, les organisations non-gouvernementales (ONG), les gouvernements et les prestataires de service logistique. Dans ce contexte, la logistique représente 80% des activités, et est impliquée dans les trois phases du cycle de la gestion des catastrophes. Dans l'industrie, logistique est considéré comme une source d'avantage concurrentiel, expliquant les différences de performance entre les entreprises. Pour le contexte humanitaire, la logistique a la capacité d'assurer le succès des opérations, de contribuer à la stratégie d'une organisation et permet aux bénéficiaires et aux donateurs de distinguer une ONG d'une autre. Cela est possible grâce au développement des compétences et capacités logistiques organisationnelles. L'objectif de cette thèse est donc d'identifier ces compétences et capacités logistiques organisationnelles qui peuvent assurer le succès des opérations humanitaires. À travers d'une étude de cas unique effectuée au sein de MSF Logistique, la centrale d'achat et d'approvisionnement de Médecins Sans Frontières, cette thèse fournit la preuve du rôle stratégique que la logistique joue dans les activités de l'organisation et propose un modèle de compétences et capacités logistiques pour le contexte humanitaire. / Over the past years, the number of natural disasters reported has suffered a frightening increase all around the world. Even though the number of people reported killed has decreased on the last years, the number of people reported affected has augmented having a great impact in the relief operations undertaken. Humanitarian relief comprises a myriad of actors which include donors, aid agencies, Non-Governmental Organizations (NGOs), governments and logistics providers. In this context, logistics accounts for 80% of the relief effort and is involved in all three of the disaster management phases. In industry, logistics is considered to be a source of competitive advantage, explaining the differences in performance among firms. Moving this to the humanitarian context, logistics has the capacity to ensure the success of the operations, to contribute to an organization's strategy, and allows beneficiaries and donors to distinguish an organization from another. This is only possible through the development of organizational logistics competences. The purpose of this thesis is thus to identify those organizational logistics competences and capabilities that can ensure the success of humanitarian relief operations. Through a single-embedded case study performed with MSF Logistique, the international logistics platform for Médecins Sans Frontières France, this thesis provides evidence of the strategic role that logistics plays in the organization's activities, and proposes a Logistics Capability and Competence Framework for Humanitarian Relief.

Cette thèse est consacrée à l'optimisation de la logistique sanitaire pour soutenir les plans de gestion de crise afin de réduire les effets des catastrophes naturelles et/ou humaines en termes de santé publique. Les catastrophes naturelles peuvent être prédites, mais elles sont difficiles à éviter. Par conséquence, la prise en charge des victimes potentielles et le dimensionnement des moyens logistiques de secours y afférent sont d'une importance cruciale. Une approche analytique en trois étapes est proposée afin d'étudier le dimensionnement des ressources et l'organisation des plans de gestion de crise (plan blanc) d’origine naturelle. La première étape propose un modèle de référence pour concevoir un plan de gestion de crise. La deuxième étape considère un modèle d’optimisation linéaire pour prédire le nombre de ressources nécessaires. La dernière étape présente un modèle dynamique pour simuler l'ensemble de l’organisation de manière fine. L'évacuation d’un hôpital dans le cadre d’un plan blanc étendu à plusieurs hôpitaux pour faire face à un tsunami fluvial a été considérée comme scénario pour évaluer la justesse de notre approche. Les catastrophes d'origine humaine et la propagation des maladies peuvent donner lieu à des désastres de grande ampleur qui mobilisent de nombreuses ressources humaines et matérielles. Par exemple, un modèle de réponse logistique face à une attaque bioterroriste avec un agent non-contagieux ainsi qu’un modèle pour la réponse logistique aux épidémies ont été proposés. Elles traduisent un problème de gestion d’inventaire multi-échelons et multi-périodes. Ces deux modèles dynamiques de flux requièrent une optimisation linéaire et une optimisation non-linéaire respectivement. Ils intègrent les caractéristiques de la gestion de ces catastrophes: la propagation de l’infection ou de la maladie, les réponses médicales appropriées et le déploiement de la logistique associée. Avec ces deux modèles, le nombre de patients aux différents stades de la maladie et le nombre des ressources médicales nécessaires pour chaque période peuvent être calculés. Les facteurs qui influent sur le nombre de décès et l’efficience des différentes politiques d'intervention médicale, peuvent également être évalués. Les deux modèles peuvent ainsi aider les décideurs à prévoir les conséquences de la situation en cas de catastrophe ainsi que de connaître les informations d'une réponse pertinente, ceci à un niveau stratégique. Une réponse logistique à une attaque bioterroriste anonyme à l'anthrax dans un centre commercial et une réponse logistique à une pandémie H5N1 sont pris comme scénarios pour tester l'efficacité des modèles correspondants. / This thesis is devoted to optimize the health care logistics which can support emergency management plans to reduce the impacts of natural and/or man-made disasters. After the review of relevant papers, two main gaps have been found in the current studies. One is that most of the researches are not based on real cases. The other is that some main characteristics of disasters are neglected when disasters are studied. Therefore, based on real case scenarios, the thesis studies different disasters (natural and/or man-made disasters) separately according to the characteristics of disasters. Natural disasters may be predicted but are difficult to avoid. Therefore, the evacuation of potential victims and the dimensioning of relief resources are crucially important. A three-step approach is proposed to study the resource dimensioning and the organization of emergency management plan (French White Plan) facing natural disasters. In our three-step approach, the first step builds a framework model to get the insights of emergency management plan clearly. The second step establishes a global model (a linear model) to predict the quantity of required resources for evacuation. The third step proposes a detailed simulation model to reflect the real world more precisely. The hospital evacuation under the guidance of a French Extended White Plan in case of a flood has been taken as a real case scenario to test the correctness of our approach. The man-made disasters and the outbreak of diseases can be large-scale disasters which require a high demand of resources. In this thesis, a model for logistics response to bioterrorist attack with a non-contagious agent and another model for the logistics response to epidemics have been proposed. Multi-period and multi-echelon inventory management problems have been studied. The two models (a linear model and a non linear model respectively) combine the main characteristics of disasters: the propagation of the disease, the relevant medical interventions and the logistics deployment together. The number of patients in different disease stages and the required medical resources for each period can be estimated. The factors affecting the number of deaths and the different medical intervention policies can also be evaluated with the two models. With the help of the models, the decision makers can get an idea of the disaster situation and the relevant medical responses from a strategy level. A logistics response to an anonymous bioterrorist attack with anthrax to a shopping center and the logistics response to the outbreak of H5N1 are taken as real case scenarios to test the effectiveness of the models respectively.

Nous proposons de développer des outils d’aide à la décision pour l’ordonnancement de chaînes logistiques. Nous privilégions la coopération entre les différents acteurs de la chaîne notamment la négociation avec les fournisseurs sur les dates d’arrivée des composants, et avec les clients sur les dates de livraisons des produits finis. Nous considérons une chaîne logistique qui consiste en un réseau d’entreprises avec des centres de décisions indépendants. Les produits finis ou semi finis des entreprises d’assemblage sont fabriqués en utilisant des composants ou produits semi finis fournis par les autres entreprises du réseau ou par des fournisseurs externes. On est au niveau opérationnel, chaque entreprise construit son ordonnancement par rapport à ses propres centres de production. Comme la production de produits finis dépend des composants, des négociations sont entamées entre les entreprises concernant les dates d’arrivées des composants (les fenêtres de temps). Une solution globale est obtenue par une approche itérative par décomposition incluant des négociations bilatérales entre les centres de production et de décisions pour définir l’ordonnancement juste à temps minimisant la somme des pénalités. Pour résoudre l’ordonnancement juste à temps local de chaque centre de production nous proposons une méthode approchée basée sur les algorithmes génétiques. Chaque solution est évaluée grâce à un algorithme polynomial basé sur le PERT coût. Un contrôle semi décentralisé est envisagé pour assurer la convergence des négociations. Par ailleurs, nous étudions un ensemble de problèmes concernant l’optimisation des transports dans les chaînes logistiques / We propose new decision methods for coordinating supply chain scheduling. We focus on the cooperation between supply chain partners by means of negotiations about suppliers’ raw materials arrival dates, and customers’ delivery dates of finished. We consider a supply chain, which consists in a network of independant enterprises. The finished products (or sub products) of the assembly enterprise are produced using components and/or sub products supplied by other enterprises or by external suppliers. We are at the scheduling level and each enterprise builds its own schedules associated with its production centers. As an operation can be performed only when the production center has received the necessary components, the schedules are dependent. This induces negotiations between decision centers which is expressed by penalty functions associated with soft and hard release dates and due dates. A global solution is searched by an iterative decomposition approach including alternatively bilateral negotiations between the production decision centers and just in time scheduling, minimizing the local total sum of penalties. To solve each local just-in-time scheduling problem, we propose an approximation approach based on meta-heuristics, which explores the set of solutions, in which a solution is described by the job order on each machine and is evaluated using a “pert cost” algorithm.. A semi-decentralized control is suggested to assume the negotiation convergence. Furthermore, we study some transportation optimization problems in supply chains

Cette thèse rappelle les fondements du pilotage des systèmes logistiques et montre l'intérêt de la mise en place d'un SCP (Systèmes Contrôlés par le Produit). L'intégration de tels systèmes doit d'abord prendre en compte la cohérence entre les différents éléments le constituant. Ainsi les systèmes centralisés cherchent à proposer des plans de moyen-long termes visant un optimal de coût, mais aussi une certaine stabilité et peu de nervosité dans le temps. Par ailleurs, les systèmes distribués ont démontré leur capacité à permettre une réaction rapide à des événements impromptus survenant dans le système physique. L'hybridation de ces deux types de pilotage est donc une voie de gain de productivité pour les systèmes logistiques et industriels. Le premier chapitre de la thèse décrit l'évolution des systèmes de planification et de pilotage de la production, avec l'objectif d'identifier les forces et faiblesses des différentes approches proposées jusqu'à nos jours et permettent définir l'objectif général de la thèse. Le chapitre deux analyse l'état de l'art concernant les outils de modélisation des systèmes de production centralisés/distribués et aussi le concept de contrôle par le produit. Ce chapitre sert de base pour définir les objectifs spécifiques de la thèse. Le chapitre trois présente le cadre de modélisation proposé. Ce cadre est basé sur une approche cybernétique, et plus spécifiquement sur le modèle de système viable (VSM). Le chapitre démarre avec une présentation générale du modèle de système viable, puis présente un modèle générique de modélisation de systèmes contrôlés par le produit. Enfin, le chapitre décrit une application de ce cadre général aux systèmes de planification et pilotage de la production de type SCP. Le chapitre quatre définit les différentes méthodes de décision, tant centralisées que distribuées, développées pour l'implémentation du modèle générique définit dans le chapitre trois. Aux niveaux centralisés et distribués ces méthodes sont basées sur des modèles de programmation mathématique développés pour considérer l'adaptabilité et la flexibilité du système. Le chapitre cinq montre les principaux résultats dans une application basée sur un cas industriel qui a nécessité le développement d'un outil de simulation qui considère des variables de court, moyen et long termes pour les différents modèles d'optimisation. Ces résultats montrent l'intérêt de ce type d'hybridation / This thesis is concerned with the foundations of the planning and control logistics systems and shows the interest of the PDS (Product-driven Systems) applied in this context. The development of such systems must consider the coherence between the different components. Centralized systems offer long terms plans aiming an optimal cost, but also some stability and nervousness reduction. Distributed systems allow a fast reaction to perturbations happening in the physical system. Then, the hybridization of these two kinds of planning and control systems is a way of increase productivity for logistic and industrial systems. The first chapter of the thesis describes the evolution of the production planning and control systems, to identify forces and weaknesses of the different approaches proposed until our days and allow to define the general objective of the thesis. Chapter two analyses the state of the art concerning the tools for modeling hybrid centralized/distributed production systems and also the concept of product-driven systems. This chapter serves as a basis to define the specific objectives of the thesis. Chapter three introduces the proposed modeling framework. This framework is based on a cybernetic approach, and more specifically in the Viable System Model (VSM). The chapter starts with a general presentation of VSM and then introduces a generic framework to model PDS. Finally, this chapter describes an application for production planning and control. Chapter four defines the different decision methods developed for the implementation of the generic model defined in the chapter three. At centralized and distributed levels these methods are based on mathematical programming models. Chapter five shows the main results of an application based on an industrial case which required the development of a simulation tool which considers variables of short, médium and long terms for the different optimization models. These results show the interest of this type of hybridization

La mobilité urbaine est clairement identifiée aujourd'hui comme étant la mobilitédes personnes et des biens dans une ville. Si les passagers ont connu l'effervescencescientifique pour la planification des transports, le développement de nouveaux servicesou encore la mise en place de systèmes d'information sophistiqués, il demeure unecomposante encore trop méconnue qui est celle du transport de biens. Par ailleurs,intuitivement, les deux flux s'influencent mutuellement puisqu'ils utilisent la mêmeinfrastructure. Alors, pour une autorité organisatrice des transports, l'objectif est, à terme,de rationaliser les flux de passagers et marchandises pour réduire la congestion, lapollution et la consommation d'énergie, étapes nécessaires au développement urbaindurable. Par conséquent, les services techniques de déplacements des villes s'interrogentsur les méthodes et outils pour pouvoir intégrer ces deux types de flux lors de la prise dedécisions liées à la mobilité urbaine.Cette thèse, conduite dans le cadre du projet de recherche national ANR CGOODS quiréunit plusieurs partenaires académiques et institutionnels, se propose d'évaluer l'intérêtde la mise en oeuvre d'un système de transport urbain mixte au profit de voyageurs et dufret. Le système de transport proposé assure la distribution de marchandises à partir d'uncentre de distribution urbaine, en s'appuyant sur une ligne de transport en commun. Lesvéhicules circulant sur la ligne utilisent leur capacité résiduelle pour transporter lesmarchandises. Les marchandises sont déchargées aux arrêts de la ligne. Un système dedistribution capillaire associé à chaque arrêt assure la livraison aux destinataires finauxpar des tournées. Nous visons à définir d'un point de vue organisationnel et fonctionnelles atouts économiques, environnementaux et sociétaux de ce système ; le but est defournir un cadre méthodologique pour guider sa mise en place. / An efficient and effective transport for passengers and goods is an essentialelement for cities' daily life and development. As passengers need to resort to efficienttransport solutions, allowing to reach their destinations at scheduled time, similarly,goods must be handled quickly to avoid creating excessive stocks and to minimizewarehouses size and related operating costs. As urban space is a limited resource, it iscommonly argued that passengers and goods flows inter-act each other strongly.Considering the fact that both flows are growing and growing in urban environment(European Commission, 2007) the global level of urban accessibility decreases.According to this trend, congestion problems occur and as a result the travel timeincreases for all.Cities need new scenarios to reverse this trend. Facing this challenge, ourresearch aims at defining a model which will constitute a first framework to plan and tocontrol both passengers and goods flows in the urban environment. It focuses on thesharing concept, which means to make a joint use of transport resources, betweenpassengers and goods flows. Driving under the national research project ANR CGOODS(City Goods Operation Optimization using Decision support System) this study assessesthe interest of implementing an shared urban transport system. The proposed transportsystem ensures the supply of goods in a medium-sized town, from an urban distributioncenter, based on a transit line that carries passengers. Vehicles running on the line usetheir residual capacity to transport goods. The goods are unloaded by the stops of the line.An capillary distribution system associated with each stop ensures goods deliveries tofinal destinations. We aim to define the economic, environmental and societal impacts ofthis system, the purpose being to provide a methodological framework to guide itsimplementation.

Les villes sont de plus en plus au cœur d’enjeux contradictoires. D’un côté le e-commerce a considérablement augmenté les flux circulant en ville. D’un autre côté on aspire à créer des espaces de vie agréables et piétons, dans lesquels les véhicules de marchandises sont souvent proscrits. L’approvisionnement est pourtant indispensable pour conserver l’attractivité de la ville.Face à cela, la logistique urbaine est apparue, visant à organiser le dernier maillon de la chaine logistique en élaborant des solutions dont les aires de livraison, la réglementation ou encore les Centres de Distribution Urbaine (CDU). Il s’agit d’une plateforme de mutualisation logistique, localisée à proximité du centre-ville et des grands axes routiers. Sa mission est de consolider le fret à destination de la ville afin de réduire le nombre de camions et d’utiliser des modes de livraison doux tel le véhicule électrique ou le triporteur.Pourtant les CDU peinent à atteindre une zone d’équilibre économique. L’objectif de cette thèse est d’identifier si un CDU peut être rentable dans une ville européenne de taille moyenne. Nous montrerons que oui mais sous certaines conditions que nous préciserons et testerons.Pour cela, nous avons développé deux modèles, l’un économique basé sur les coûts opérationnels du CDU, et l’autre physique basé sur les temps du processus de livraison. Ce dernier présente l’intérêt d’identifier des leviers pour améliorer la performance économique du CDU et de pouvoir tester leur impact. Nous avons illustré certains leviers dans une étude de cas au cours de laquelle l’impact de la morphologie, le type de véhicules ou encore le prix de vente, par ex., ont été testés. / The supply of freight inside cities is the last link of global logistics. Cities are actually in the middle of contradictory issues. On one hand the e-commerce revolution has significantly increased the ingoing flow inside the city. On the other hand people yearn to create pleasant pedestrian spaces of life in which vehicles are not welcome. Yet, freight supply is required to keep the attractiveness of city. It is necessary to provide solutions meeting all these needs.A lot of solutions have been studied to face city logistics issues. Among them, we focus our research on a flow pooling solution exploiting an Urban Consolidation Centre (UCC). It consists of a centralization platform for the distribution of freight intended for the city centre. The purpose is to pool freight from different carriers to limit the use of resources in urban areas. This kind of project is particularly designed to avoid semis from entering the city. Thus, the warehouse is located as close as possible to city centres as well as being as accessible as possible for carriers.Despite the enthusiasm for the UCC concept, this type of solution has not shown much success until now. That is why we choose to concentrate our approach on the observation and assessment of logistics costs to operate a UCC in real life with the aim to answer the question: Can an UCC be viable in a middle size European city? Particularly, we show this is the case but with some specific conditions that we present in details.To do so, we developed two models: the first one is an economical model based on operational costs and the second is a physical model based on the study of process ‘times. The combination between both models gave the opportunity to highlight some levers. Then we tested these levers on case studies and we suggest some improvement of the performance thanks to a new logistics organisation called « Physical Internet ».

Le travail présenté dans cette thèse constitue une contribution à la modélisation et à l'analyse de performances des systèmes logistiques à l'aide d'un nouveau modèle de réseaux de Petri stochastiques. Il s'agit d'une problématique au centre des préoccupations actuelles des entreprises industrielles mais très peu abordée par la communauté des réseaux de Petri. Dans ce travail, nous développons un nouveau modèle de réseaux de Petri dits réseaux de Petri lots déterministes et stochastiques (BDSPNs) capable de supporter les caractéristiques essentielles des systèmes logistiques et plus généralement des systèmes à événements discrets. Ils sont particulièrement adaptés pour la modélisation de flux évoluant en quantités discrètes (lots de différentes tailles et variables) et ils permettent de prendre en compte des activités plus spécifiques telles que les commandes des clients, l'approvisionnement des stocks, la production et la livraison en mode lot. Les BDSPNs permettent par leur formalisme graphique et mathématique de capturer pertinemment et simplement cet aspect lot omniprésent dans différentes locations de ces systèmes et qui s'implique très considérablement dans leur comportement et par conséquent dans leur analyse. Nos travaux portent à la fois sur la théorie du nouveau modèle, sur ses techniques d'analyse et sur ses applications aux systèmes logistiques. Ainsi, les résultats obtenus et les applications effectuées font des BDSPNs un outil de modélisation performant aussi bien pour l'analyse que pour la simulation.

Les consommables (médicaments, poches nutritives, ...) et les matériels à usage unique (instruments de suture, seringues, gants, ...) constituent un des flux les plus important en fréquence et en valeur dans les établissements hospitaliers. La maîtriser de leur approvisionnement vis-à-vis des besoins des services hospitaliers, définit un enjeu de sécurité des patients et de contrôle des coûts issus de leur stockage ainsi que de leur péremption. La problématique rencontrée pose plusieurs questions d'ordre stratégique. Comment peut-on dimensionner les flux des activités d'une pharmacie d'hôpital ? L'organisation actuelle de la chaîne et des zones de stockages des produits pharmaceutiques est-elle conforme aux meilleures pratiques dans le secteur hospitalier ? Dans la négative, quelle organisation doit-on chercher ? La gestion des approvisionnements et des stocks à la pharmacie d'établissement ainsi que dans les services de soins, est-elle optimale ? Pour répondre à ces questions dans le cadre de notre mémoire de thèse, nous avons structuré notre travail en deux parties. La recherche d'une méthodologie d'investigation basée sur un état des connaissances, et sur application sur la pharmacie d'établissement du CHU de la Croix-Rousse. Ces travaux nous ont permis de démontrer que des méthodes d'analyse et outils de résolution issus du manufacturier peuvent être appliqués au domaine hospitalier.

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Les politiques de tarification du transport de marchandises sont au cur de réflexions dans lUnion Européenne. Or les organisations logistiques des firmes font intervenir des arbitrages auxquels prennent part les coûts de transport, et ont une incidence sur lévolution des flux de marchandises. Cette thèse propose danalyser le lien complexe existant entre les organisations logistiques et les flux de marchandises, et les incidences possibles dune hausse des prix de transport sur les systèmes logistiques, et de fait sur le flux de marchandises. Ces derniers sont appréhendés en terme de tonnes, tonnes-kilomètres, du point de vue des distances parcourues, du nombre de liaisons de transport dans les réseaux, de la taille et de la fréquence des envois, des phénomènes de massification. Cette analyse du rôle des coûts de transport dans les organisations logistiques nécessitant, pour être complète, une approche de type systémique, une modélisation en dynamique des systèmes est proposée.