Les récentes publications statiques de l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) ont mis en lumière des chiffres évaluant les conséquences dramatiques du changement climatique. En effet, chaque année la pollution atmosphérique cause environ 6,5 millions de décès prématurés et de maladies graves. Les véhicules à moteur combustible rendent le transport responsable de près d’un quart (23%) des émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) liées à l’utilisation de l’énergie. Selon l’AIE, les émissions de gaz à effet de serre provenant des transports devraient augmenter d’au moins 20% d’ici 2030 et de près de 50% d’ici 2050, à moins que des mesures majeures ne soient prises.
Aujourd’hui l’apparition du e-commerce, l’émergence de la globalisation et l’expansion urbaine ont accru l’importance de la fonction transport dans la chaine logistique. Avec la forte demande de transport, des questions se posent afin de répondre au défi « bon moment, bon endroit avec un coût optimal », parmi ces questions : fallait-il chercher les meilleurs acheminements, les meilleurs moyens de transport ou bien chercher le bon flux ?
L’externalisation de quelques fonctions logistiques, notamment le système de transport, a donné une certaine souplesse en mouvement, concrétisée grâce aux différents modes de transport et s’est reflétée au niveau de la croissance économique, le développement social et la mobilité intense que les personnes et les marchandises ont connu récemment. Néanmoins, la prise en conscience des dégâts environnementaux dont ce mouvement est responsable a déshonoré ce progrès. En effet, et en se basant sur le dimensionnement écologique, nous pouvons vite constater que le transport est non viable écologiquement vu qu’il s’alimente principalement des énergies fossiles et non renouvelable.
LOGISTIQUE VERTE COMME STRATÉGIE MONDIALE ET BÉNÉFICE ÉCOLOGIQUE
Avec l’émergence des problèmes environnementaux, la logistique verte est devenue une préoccupation pour les responsables de l’empreinte écologique, essentiellement les entreprises. Cet intérêt de plus en plus intense à la logistique verte est l’aboutissement de son fondement environnemental qui s’étale tout au long de la chaine logistique. D’un côté, en partant de la conception, en passant par la production et la maintenance jusqu’à la distribution et la satisfaction du client final. D’un autre côté, la logistique verte veille à rendre propre le sens indirecte de la logistique classique (la logistique inverse).
L’objectif de la logistique verte est de promouvoir les efforts des différents secteurs à atténuer le changement climatique et en particulier de limiter l’augmentation de la température mondiale à moins de deux degrés Celsius. Les acteurs de nombreuses entreprises ont opté pour des politiques fortes fondées sur des nouveaux systèmes et des technologies puissantes, principalement le déploiement des véhicules à zéro émission. Le défi consiste à élaborer un changement pragmatique du secteur des transports à forte consommation de combustibles fossiles vers un secteur des transports à zéro émission.
Les véhicules électriques sont devenus non seulement un maillon de la logistique verte mais aussi une technologie en pleine évolution. En effet, afin de promouvoir l’économie à grande échelle des véhicules électriques, les industriels se sont focalisés sur deux enjeux qui semblent impératifs, à savoir : (i) la diversité des choix des véhicules électriques en matières de modèles, de types, de modes de recharge ainsi que de type de la batterie ; (ii) la diminution de l’anxiété de l’autonomie en garantissant une large disponibilité de l’infrastructure de recharge.
Généralité sur les émissions de gaz à effet de serre
Émissions de gaz à effet de serre par pays
La contribution de chaque pays aux émissions mondiales de gaz à effet de serre se calcule par rapport à sa population ainsi que son Produit Intérieur Brut (PIB) :
• La population : le calcul de la part de chaque individu en émissions de GES permet de quantifier son empreinte écologique. Ce calcul permet de faire apparaitre les petits pays dans la liste des pays les plus émetteurs. Selon les rapports de la COP 23 , les pays de Golf comme Qatar ; qui émet 45,4 t de CO2/an/habitant devant la Chine qui émet 7,5 t de CO2/an/habitant ; font un exemple de ce cas de figure. En outre, la croissance de la population d’un pays entraîne l’augmentation de la demande en énergie d’une part. Par ailleurs, cette augmentation présente un facteur essentiel de la déforestation et de nombreux actes humains nuisibles à l’environnement.
• Le produit intérieur brut : le PIB comme indicateur de la richesse et du niveau de production d’un pays, permet de donner un aperçu sur la consommation de l’énergie du pays et par la suite ses émissions en GES. Dans ce contexte, le niveau de croissance de la production illustre le degré de développement des secteurs économiques du pays. Ce développement induit une augmentation de la quantité des émissions de GES générée par l’ensemble des secteurs .
Le diagramme ci-dessous prouve ce qui précède. En effet, les deux plus grandes forces économiques, qui sont la Chine et l’Amérique, se situent, respectivement, en première et en deuxième position avec un total de 45% des émissions de GES mondial. En troisième position, nous trouvons l’Asie hors Chine qui est connue par son niveau technologique.
Émissions de gaz à effet de serre par secteur
Les émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) se répartissent en émissions sectorielles directes et indirectes . Alors que les émissions directes sont libérées par les sources utilisées lors des activités qui définissent un secteur donné, les émissions indirectes sont associées à l’usage d’une énergie dont l’origine est la combustion d’un combustible fossile comme l’électricité. De façon générale, les émissions directes et indirectes de chaque secteur se présentent comme suit :
• Production d’électricité : la production de l’électricité exige le brûlage d’un combustible fossile comme le charbon, le gaz naturel et le fuel. Les centrales à charbon sont les plus utilisées pour produire l’électricité, d’ailleurs elles sont les plus répandues, surtout en Chine et en Inde. Les centrales à charbon contribuent à la production de 40% de l’électricité mondiale. Néanmoins, le charbon est le plus grand émetteur de CO2 relativement aux autres combustibles. En effet, la génération d’un kilowattheure (kWh) induit la centrale charbon à émettre 950 g de CO2. Notons qu’il existe d’autres sources d’énergie électrique qui respectent plus les aspects environnementaux à savoir les centrales nucléaires, les centrales hydrauliques, les centrales solaires photovoltaïques, etc ;
• Secteur industriel : les émissions de gaz à effet de serre liées à l’industrie résultent principalement d’une transformation physique ou chimique d’une matière notamment solide, liquide ou gazeuse. Outre cela, la génération des déchets rejetés en air, en sol ou en eau ainsi que les bruits émis en air constituent un responsable supplémentaire de ces émissions. Si l’on considère en plus les émissions indirectes provenant du secteur industriel telles que la production de l’énergie et spécialement l’électricité, nous pouvons confirmer que le secteur industriel est parmi les secteurs les plus émetteurs du GES. En outre, le transport des aliments ainsi que l’énergie produite lors des activités agricoles constituent des libérations indirectes qui s’associent aux émissions directes dont ce secteur est responsable ;
• Secteur d’agriculture : l’élevage prend la grande part des émissions agricoles. En effet, la digestion du bétail est à l’origine des émissions de méthane. Ainsi, la fermentation des déjections animales est la source du gaz de méthane, sans négliger l’épandage d’engrais chimiques spécialement les azotés qui causent l’émission de Protoxyde d’azote. En plus, la culture de sols organiques cause la déforestation et par la suite une grande quantité de carbone qui constitue 50% des arbres abattus ou brûlés se libère dans l’atmosphère. En outre, le transport des aliments ainsi que l’énergie produite lors des activités agricoles constituent des libérations indirectes qui s’associent aux émissions directes dont ce secteur est responsable ;
• Secteur du bâtiment : les émissions libérées par ce secteur commencent dès la production d’un bâtiment (résidentiel ou tertiaire), en passant par l’exploitation et la rénovation, jusqu’à sa fin de vie. Lors de la construction, les émissions proviennent de la production de l’énergie et de l’exploitation du matériel utilisé au cours du processus, tel que l’électricité et le ciment. Tout au long de la réhabilitation du bâtiment, l’usage quotidien des équipements mobiliers tel que le chauffage et la climatisation contribue à une grande partie de ces émissions. Par ailleurs, la localisation des bâtiments a une influence sur la quantité des émissions résultante du transport ;
• Secteur de transport : la combustion de carburant est la source principale de l’énergie du transport des personnes et des marchandises. C’est ainsi que le transport à travers ses différents modes contribue aux émissions de dioxyde et monoxyde de carbone, de méthane, d’oxydes d’azote, de la vapeur d’eau émise par les avions et de particules fines .
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Table des matières
Introduction générale
1 Logistique verte comme stratégie mondiale et bénéfice écologique
1.1 Introduction
1.2 Généralité sur les émissions de gaz à effet de serre
1.2.1 Émissions de gaz à effet de serre par pays
1.2.2 Émissions de gaz à effet de serre par secteur
1.2.3 Émissions de gaz à effet de serre par mode de transport
1.3 Chaîne logistique verte
1.3.1 Conception de la chaîne logistique verte
1.3.2 Logistique inverse
1.3.3 Logistique verte et Transport
1.4 Véhicules électriques : pilier de la logistique verte
1.4.1 Aperçu historique
1.4.2 Types de véhicules électriques
1.4.3 Modes de recharge
1.5 Les problèmes de tournées de véhicules électriques
1.5.1 Position du problème
1.5.2 Formulation mathématique
1.6 Conclusion
2 Optimisation d’une infrastructure de recharge par induction mixte dans un réseau de transport à chemins multiples : le port du Havre comme cas d’étude
2.1 Introduction
2.2 Problème d’allocation des segments de recharge par induction dans un réseau de transport à chemins multiples
2.2.1 État de l’art
2.2.2 Problème d’optimisation combinatoire Multi-objectif
2.2.3 Présentation du système
2.2.4 Description du problème
2.2.5 Modèle mathématique
2.3 Étude de cas : Allocation des segments de recharge par induction dans la zone industrialo-portuaire du Havre
2.3.1 Objectif zéro émission
2.3.2 Réseau de transport étudié
2.4 Approche de résolution
2.4.1 Algorithme de PSO classique
2.4.2 PSO Binaire et Discrète
2.4.3 PSO multi-objectif
2.4.4 Réglage des paramètres
2.5 Résultats numériques et discussion
2.6 Conclusion
3 Allocation stratégique des segments de recharge par induction dans le port du Havre : mode de recharge dynamique
3.1 Introduction
3.2 Description du problème
3.2.1 Modèle mathématique
3.2.2 Linéarisation du modèle mathématique
3.3 Approche de résolution
3.3.1 Solution initiale
3.4 Étude de cas : Port du Havre
3.4.1 Données du réseau de transport
3.4.2 Résultats expérimentaux et discussion
3.5 Conclusion
4 Modélisation et résolution du problème de tournées de véhicules électriques et à combustion soumis à un quota d’émissions : Résolution par SPEA-II
4.1 Introduction
4.2 Protocole de Kyoto et quotas d’émissions
4.2.1 Protocole de Kyoto
4.2.2 Allocation des quotas d’émission
4.2.3 Règles d’allocation des quotas d’émission
4.2.4 Mécanismes coopératifs
4.3 Revue de la littérature
4.4 Modèle mathématique type
4.4.1 Paramètres et notations
4.4.2 Les variables de décision
4.4.3 Objectifs
4.4.4 Contraintes
4.5 Mécanisme d’adaptation de l’approche de résolution
4.5.1 Description de l’approche de résolution : SPEA-II
4.5.2 Codage des solutions
4.5.3 Solution Initiale
4.5.4 Croisement
4.5.5 Mutation
4.6 Résultats numériques et discussion
4.6.1 Paramètres de l’algorithme SPEA-II
4.6.2 Instances
4.6.3 Résultats et discussion
4.7 Conclusion
Conclusion générale
