Mémoire Thématique

Reverse Logistics
Samuel VERCRAENE
26/02/09
Master Recherche Génie Industriel
Spécialité OSIL
Promotion 2008/2009
Mémoire Thématique
Etat de l'art sur les méthodes quantitatives de gestion
des chaînes logistiques inverses (« Reverse Logistics »)
Soutenu le 5 mars 2009 par Samuel VERCRAENE
Jury :
Evren Sahin
Alain Chapdaniel
Chengbin Chu
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26/02/09
Table des matières
1Introduction .......................................................................................................................................4
1.1Contexte......................................................................................................................................4
1.2Définitions..................................................................................................................................5
1.2.1Littérature............................................................................................................................5
1.2.2Point de vue pris..................................................................................................................7
1.2.3Conclusion..........................................................................................................................8
2Étude qualitative de la logistique inverse ..........................................................................................9
2.1Quels sont les acteurs dans une chaîne de retour ?.....................................................................9
2.2Pourquoi les produits sont-ils retournés ?.................................................................................10
2.3Comment les produits sont-ils retournés ?................................................................................12
2.4Quels sont les caractéristiques des réseaux logistiques inverses ? ..........................................15
2.5Quel sont les paramètres et les catégories de produit retourné ?..............................................18
2.6Quel sont les types de décisions ?.............................................................................................19
2.7Comparaisons............................................................................................................................21
3Analyse macroscopique de la littérature...........................................................................................23
3.1Les types de publications..........................................................................................................23
3.2Les auteurs ...............................................................................................................................23
3.3Les pays ..................................................................................................................................24
3.4La chronologie ........................................................................................................................25
4Étude quantitative de la logistique inverse ......................................................................................26
4.1Problème de base......................................................................................................................26
4.2La réparation.............................................................................................................................28
Indices :................................................................................................................................29
Paramètres :..........................................................................................................................30
Variables de décision :.........................................................................................................30
Fonctions objectifs :.............................................................................................................31
Contraintes :.........................................................................................................................31
4.3Le Remanufacturing.................................................................................................................32
4.4Le Recyclage.............................................................................................................................33
4.5Conclusions...............................................................................................................................34
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5Discutions et perspectives ...............................................................................................................36
Annexes..............................................................................................................................................37
Jayaraman et al. (1999) [11]..........................................................................................................37
Variables :.............................................................................................................................37
Fonction objectif...................................................................................................................38
Contraintes............................................................................................................................39
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1 Introduction
Qu'appelle-t-on la reverse logistique et quel est le champ d'appellation?
« L'intérêt grandissant envers la réutilisation des produits et des matières est une
conséquence d'un changement de mentalité au sujet de l'environnement ces 10 dernières années. La
réduction des déchets est devenu un sujet primordial dans les pays industrialisés. Dans l'esprit de
réduire l'enfouissement et l'incinération des déchets, des efforts sont fait pour réintégrer les produits
usés dans les process de production industriels ; et ce, pour qu'ils aient plusieurs utilisations
successives. Le concept de cycle remplace petit à petit la vision économiste et « linéaire » que nous
avions sur la vie des produits. » Fleischmann (2000) [8].
Il ressort de ce texte plusieurs concepts fondamentaux en logistique inverse :
●
Ce domaine est en étroite relation avec l'environnement
●
La réintégration des produits dans des processus de production
●
La notion de cycle de vie
En terme de définition, ce sont ces concepts que l'on retrouve toujours. Notons de plus, que
ce domaine est décrit comme étant relativement jeune.
1.1 Contexte
Le coût de la logistique au États Unis a été estimé à 862 Milliards de Dollars en 1997 selon
Delanay (1998)[6]. Et selon Stock (2001)[21], 4% de cette somme aurait servi à la logistique
inverse. Cette dernière valeur est sujette à controverse car beaucoup d'auteurs et en particulier
Roger et Tibben-lembke (1998)[20] jugent que les entreprises sont en grandes majorités incapables
de chiffrer leurs coûts de logistique inverse.
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Nous produisons de plus en plus de déchets. En Europe en 2006, nous avons produit en
moyenne
0.6 tonnes de déchets par habitant. Ce qui fait, si l'on considère les 500 millions
d'habitants 300 millions de tonnes de déchets, 30 millions de tournées de camion...
Depuis toujours, certaines activités professionnelles comme les ferrailleurs, ou plus
récemment les casses automobiles se sont intéressées aux déchets pour en récupérer une valeur
résiduelle et l'exploiter des fins mercantiles. Actuellement l'opinion publique prend conscience que
l'environnement et le développement durable sont des concepts essentiels pour léguer à notre
descendance une Terre propre et saine. La stabilité économique, la préservation de nos ressources
naturelles et de nos énergies, sont des sujets d'actualité dans nos vies et dans la littérature
scientifique.
Au delà d'un simple effet de mode, la législation et les grands accords internationaux
prennent en griffe les pollueur, les organismes irrespectueux de l'environnement. L'environnement
est devenu un sujet politique, et il est à prévoir de plus en plus de règles pour le préserver. C'est
pourquoi il parait indispensable que les entreprises et les organisations se préparent à modifier leurs
habitudes et étendre leurs activités dans le domaine de l'environnement.
1.2 Définitions
1.2.1 Littérature
La littérature définit de nombreuses appellations pour désigner sensiblement la même
choses. Les principales appellations sont les suivantes :
●
Courant inverse
●
Logistique verte
●
Logistique inverse
Selon Byrne et Deeb (1993)[2] elles sont toutes synonymes, mais si l'on regarde de plus près
il existe de nombreuses définitions au cours de ces 20 dernières années
●
Distribution inverse
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○
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Lambert et Stock (1981)[13] : « Aller dans la mauvaise direction sur une voie à sens unique
étant donné que la grande majorité du flot des expéditions est dans une direction ». Les
raisons de ce flux peuvent être de plusieurs types : les garanties, les remplacements, et le
recyclage.
○
Carter et Ellram (1998)[3] : « le retour, mouvement à contre-courant d’un produit ou de
matière découlant de la réutilisation, du recyclage ou de la disposition. Ce mouvement à
contre-courant peut être associé aux problèmes environnementaux, tout comme à la
qualité et l’usure (dégradation dans le temps) et qui sont souvent effectués par des
nouveaux membres auxiliaires au système. »
●
Logistique verte
○
Wu et Dunn (1995)[23] : ils définissent la logistique verte comme une logistique inverse
avec une dimension écologique en plus : « économie des ressources, élimination des
déchets, amélioration de la productivité »
○
Hart (1997)[10] : De la même façon Hart (1997) définit la logistique verte comme la
somme de la logistique inverse et de la « minimisation de l’empreinte sur
l’environnement. »
○
Rodrigue et al. (2001)[19] : « un système de distribution et de transport efficient, ami de
l’environnement »
●
Logistique inverse
○
Giuntini et Andel (1995)[9] : « la gestion par l’organisation des ressources matérielles
obtenues des clients ».
○
Brito et Dekker (2002)[5] : « activités associées à la manutention et à la gestion
d’équipements, de produits, de composants, de matériaux ou même un système
technique entier destiné à être repris ».
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1.2.2 Point de vue pris
Pour la suite nous proposons de retenir celle-ci : Rogers et Tibben-Lembke (1998)[20] :
C'est la définition la plus rencontrée dans la littérature, elle se base sur la définition du Council of
Logistics Management (CLM) : « le processus de planification, d’implantation, et de contrôle de
l’efficience, de la rentabilité des matières premières, des en-cours de production, des produits finis,
et l’information pertinente du point d’utilisation jusqu’au point d’origine dans le but de reprendre
ou générer de la valeur ou pour en disposer de la bonne façon ». Cette définition pose un jalon
important : la source de la logistique inverse est le client. Mais la réciproque est aussi vraie et une
logistique mise en place autour d'un flux allant d'un client vers un fournisseur est une logistique
inverse. Ce point de vue est illustré précisément en figure 1 d'après les travaux de Lambert and
Riopel (2003) [14]
Figure 1: Point de vu pris ; (Lambert and Riopel 2003)[14]
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1.2.3 Conclusion
Donc pour résumer, nous avons choisis de prendre comme définition de la logistique inverse
toute activités qui consisteraient à optimiser ou à contrôler un flux en rapport avec :
●
Direction opposée : Du client vers le fournisseur. La logistique inverse peut être liée à la
remise à neuf, la réparation, la récupération de pièces détachées, la récupération de matières
premières.
●
Environnement : Une dimension environnementale peut être à l'origine du flux. Cette
dimension peut être imposée par la loi, un argument marketing, une philosophie de
l'entreprise.
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2 Étude qualitative de la logistique inverse
2.1 Quels sont les acteurs dans une chaîne de retour ?
Figure 2: Fleischmann et al. (1997)[7]
Considérons la figure 2. Nous y observons six catégories d'intervenants à l'intérieur
desquelles nous allons trouver différentes entités :
●
les producteurs : industriels
●
les distributeurs (chaîne directe) : industriels, vendeurs, entreprises spécialisées
●
les consommateurs : particuliers, entreprises, collectivités
●
les collecteurs : les mêmes que les distributeurs, entreprises spécialisées dans les retours,
collectivités
●
les recycleurs : industriels producteurs et industriels spécialisés
●
les fournisseurs : industriels
Ce schéma donne un bon aperçu des différents parties opérationnelles de la chaîne. Pour ce
qui est de la couche management et décision, nous retrouvons des entités comme des
gouvernements, des industriels, des vendeurs, et des recycleurs. Mais pour simplifier le schéma
nous proposons la représentation en figure 3. Où comme nous l'avons vu précédemment c'est le
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client qui est à l'origine du retour, et le producteur (l'usine) qui est en fin de la chaîne. Bien entendu
dans certains cas, c'est le client de départ qui est aussi le client final (ex : service après vente)
Client
Entrepôt de distribution
Usine
Figure 3: Représentation du flux de retour simplifié
2.2 Pourquoi les produits sont-ils retournés ?
La quantité de déchet produit augmente chaque jour, et la législation rend responsable le
producteur de ses produit en fin de vie. Dans ce contexte il devient impératif d'organiser les retours.
C'est ainsi qu'est née une nouvelle forme de management : « le traitement de tous les produits usés
et abandonnés par le consommateur, les composants et matières dont une entreprise est légalement,
contractuellement ou d’une autre manière tenue responsable » (Thierry et al, 1995 [22]). Nous
allons ici détailler les contraintes et les contextes qui peuvent pousser un entreprise à prendre la
décision de retourner un produit. Cette description est inspirée de De brito and Dekker 2002 [5].
Point de vue de l'entreprise (entité qui reçoit le produit) Trois raisons possibles :
●
Un gain économique
Prenons l'exemple de pièces métalliques arrivées en fin de vie. Elles ont fait la fortune
de certains férailleurs depuis des dizaines d'années. Dans un autre domaine les objets à
fort niveau électronique, dont le cycle de vie est en général plutôt court, arrivent souvent
en fin de vie avec une valeur intrinsèque résiduelle forte (exemple des machine à laver).
●
Une obligation législative
Des lois récentes sur la responsabilité des industriels et des vendeurs dans la
récupération de produits en fin de vie donnent lieu à de nouveaux flux en provenance du
client. Par exemple les magasins sont désormais obligés de récupérer les emballages que
le client lui ramènera. Notons qu'en Europe et particulièrement dans les secteurs de
l'automobile, de l'électronique et de l'électroménager la législation est spécialement
présente et responsabilisante pour les entreprises.
●
Un comportement citoyen.
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La logistique inverse s'inscrivant dans le domaine du développement durable et de
l'environnement, elle motive de plus en plus les industriels soucieux de leurs images.
Ces industriels y trouvent un argument marketing important, que nous retrouvons tous
les jours dans notre société. Ainsi nous voyons des banques, des producteurs de pétrole
et des industriels s'efforcer d'avoir une image « verte ».
Dans la pratique ces trois argumentw sont intimement liéw. Par exemple, l'anticipation de la
législation apporte un gain économique, le respect de la législation apporte une image verte
et citoyenne, et l'image verte et citoyenne apporte des clients.
Point de vue du client (entité qui envoie le produit). Tout d'abord considérons les différentes
provenances possibles. C'est-à-dire les différents « clients » possibles.
●
Une usine :
Les retours en provenance d'une usine peuvent venir de plusieurs problèmes, un surplus
de matériel, un défaut de qualité, un arrêt de production du produit, dans ce cas il est
souvent possible de ré-injecter les produits finis ou semi-finis dans la production initiale.
Par exemple pour rectifier la qualité, ou encore modifier la gamme de produit.
●
Un maillon de la distribution :
Le retour peut être ordonné pour des raisons de qualité, des raisons sanitaires. Dans un
style beaucoup moins dramatique pour l'entreprise, la majorité des retours dans cette
catégorie sont des retour d'éléments de conditionnement comme des emballages, des
palettes, des containers.
●
Le consommateur :
Les garanties, les réparations, la fin d'utilisation, ou la fin de vie du produit sont autant
de raisons qu'ont les consommateurs de créer un flux de retours vers l'entreprise
productrice ou un service spécialisé dans l'après vente.
Le client est en début de la logistique inverse c'est lui qui fait le premier pas, c'est pourquoi il est
important que le client trouve une contrepartie (financière ou matérielle) au fait de s'être séparé d'un
produit.
Pour résumer la logistique inverse trouve généralement sa justification dans un problème
financier. Ainsi, du point de vu de tout le monde (entreprise ou client), la logistique inverse doit
rapporter de l'argent, directement ou indirectement (qualité de service, image « verte », etc..)
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2.3 Comment les produits sont-ils retournés ?
Quelle que soit la littérature on retrouve toujours la même descriptions globale du système
de retour. Giuntini et Andel (1995)[9] proposent une description en quatre étapes d'un retour.
Premièrement une barrière, c'est le point d'entrée dans la logistique inverse. Roger et TibbenLembke (1998)[20] insistent sur le fait que c'est un point important de la réussite d'une bonne
logistique inverse car c'est le seul filtre vers la première dépense : la collecte. Il faut donc
déterminer si oui ou non le retour doit avoir lieu. Par exemple si le consommateur veut faire
marcher une garantie, il est judicieux de ne pas accepter tout sans filtrer. Certains auteurs ne
décrivent pas ce point comme une étape opérationnelle. En fait cela dépend du type de retour que
nous avons, par exemple si le retour est dû à la législation, cela devient en choix stratégique. La
deuxième étape, comme nous venons de l'évoquer est la collecte, le produit doit être rapatrié dans
des centres de traitement. La troisième est une phase de test pour déterminer la valeur résiduelle du
produit et rassembler suffisamment de donnée pour effectuer, lors de la quatrième étape, un choix
de disposition.
Figure 4: Tibben-lembke (1998)[20]
Choix de disposition : Dans la littérature il existe toutes sortes d'appellation et de
regroupement d'activité, nous donnerons ici celle qui nous paraît être la plus complète et la plus
détaillée (Figure 5 et Tableau 1). Cette description extraite de Landrieu (2001)[15] est directement
inspirée des travaux de Thierry et al. (1995)[22], qui définit 5 niveaux de récupération de déchets
entre la revente directe (réutilisation) et la mise au rebut. Il conviendra de considérer ces niveaux
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avec un certain niveau d'abstraction. Mais aussi d'admettre que tout ces niveaux produisent des
déchets.
Tableau 1: description des différents degré de désassemblage du produit. (Krikke
1998 [12])
Figure 5: Description des différentes boucles des cycles de
vie (Landrieu 2001)[15]
Cette description est un peu subtile et nous préférerons poursuivre avec un modèle moins
détaillé, moins compliqué mais plus accessible proposé par Jayaraman (1999)[11]
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Figure 6: Modèle simplifié retenu pour la suite de l'étude (Jayaraman
1999)[11]
Pour répondre à la question du comment, il faut noter une particularité importante de la
logistique inverse : l'engagement du client. Le client est acteur du premier geste dans le processus
de recyclage. Ce point est important car il est nécessaire que tout les acteurs trouvent un intérêt dans
la démarche de recyclage pour qu'elle ait lieu. Il existe trois façons d'inciter le recyclage (Neiva de
Figueiredo et al. 2008 [18]) : dans le premier cas , nous incitons le client financièrement pour qu'il
rapporte des produits usagés, dans le deuxième nous l'obligeons à ramener le produit usagé sous
réserve de ne pas (ou avec une pénalité financière) lui donner de produit neuf ; troisième cas, nous
obligeons légalement l'entreprise à recycler un certain pourcentage de sa production. Neiva de
Figueiredo et al. (2008) traitent du problème de chercher le niveau de récompense à partir duquel
une tierce personne (client ou sous traitant) sera enclin à ramener elle même un produit usagé dans
le contexte où l'entreprise est obligé de recycler une partie fixe de sa production. Dans ce contexte
la position des entrepôts est importante, car plus d'entrepôt est loin, plus la tierce personne
demandera de récompense.
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2.4 Quels sont les caractéristiques des réseaux logistiques
inverses ?
Fleischman et al. (2000) [8] classent ce qui leurs paraît être les deux grand axes de la
logistique inverse : le recyclage et le remanufacturing à travers les principales caractéristiques de
réseau logistiques inverse :
Le cycle de vie :
Figure 7: Les flux de matière dans la gestion intégrale de la
chaîne (ICM) (Krikke 1998 [12])
La « gestion intégrale de la chaine » ou « Integral Chain Management » : ICM (Krikke,
1998 [12]) est intimement lié au cycle de vie de produit. Comme nous le voyons Figure 7 le cycle
de vie du produit crée deux types de design au niveau de la chaîne de retour : les chaînes ouvertes,
où la récupération du produit sert à une autre chaîne logistique et les chaînes fermées, où la
récupération du produit sert à re-produire le même type de produit dans la même chaîne logistique
qui la créé.
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La centralisation : La centralisation d'une chaîne de retour est une caractéristique importante du
réseau. La question est de savoir si toute les pièces doivent passer par le même lieu.
Le nombre de niveau : Dans une chaîne de retour les traitements à effectuer sur le produit peuvent
être de plusieurs types et tout les produits ne doivent pas être traités de la même façon. C'est
pourquoi certains réseaux sont constitués de plusieurs niveaux. De plus certaines contraintes de
proximité peuvent imposer un étage de collecte de plus.
Intégration : Une autre grande caractéristique des chaînes de retour est l'intégration à une chaîne
classique déjà existante, car les contraintes de la chaîne classiques se transposent à la chaîne de
retour (capacités, localisations, ect...)
Types de Flux : En flux poussés ce sont les arrivées de produit qui cadencent les retours,
contrairement aux flux tirés où ce sont les commandes finale (chez l'entreprise) qui ordonnent la
collecte chez le client.
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Tableau 2: Classes de réseaux de récupération de produit (Fleischman et al.
2000 [8] )
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2.5 Quel sont les paramètres et les catégories de produit
retourné ?
Selon De Brito and Dekker (2002)[5] il existe 3 grandes caractéristiques chez les produits :
●
La composition : définit la capacité à être démonté, la présence ou non de matériaux
dangereux, la taille, le poids, le niveau de technicité du produit.
●
La détérioration : définit un taux de défaillance locale du produit, elle définit par ce fait une
capacité à être réutilisé par morceau (cannibalisation) ou encore à être réparé puis réutilisé.
●
L'usure : définit avec quelle fréquence et quelle intensité le produit a été utilisé.
Dans Fleischmann et al. (1997)[7] on trouve 3 catégories de produits : les emballages, les
pièces détachées, et les produit de consommation. De façon plus complète, De Brito and Dekker
(2002)[5] en définissent 7 :
●
Objets de consommation : appareils, fournitures, ...
●
Objets industriels : équipements militaires et professionnels
●
Pièces de rechange : tubes cathodiques, morceaux de machine
●
Emballages et éléments servant à la distribution
●
Constructions civiles : bâtiments, ponts, routes
●
Minerais, huiles, produits chimiques
●
Autres : verre, débris...
Nous retrouvons sensiblement la même catégorisation dans une classification faite par
l'ADEME en 1998 [1]. Il existe d'autres classifications encore plus précises suivant les domaines
considérés. Cela correspond à un besoin de classification des entreprises : l'entreprise classe les
produits en catégories (grâce notamment aux caractéristiques précédentes) pour prendre un choix de
disposition. Notons que ce choix peut être stratégique pour définir un design de la chaîne de retour
ou encore opérationnel pour choisir ce qu'elle fera du produit dans les 24h suivantes.
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Tableau 3: Détail types de déchet (ADEME 1998 [1])
2.6 Quel sont les types de décisions ?
Comme tous les types de management, il existe en logistique inverse trois classes
d'horizons : stratégique, tactique et opérationnel. A chacun de ces horizons correspond des
problématiques spécifiques.
Stratégique (long terme) :
●
Déterminer s'il y aura un flux de retour.
Cette décision est la première étape. Elle est en relation directe avec la question du
« pourquoi » posée en page . Tous les membres de la chaîne doivent trouver un intérêt
dans le processus de retour, même le client.
●
Déterminer une philosophie de récupération globale : boucle ouverte, boucle fermée, niveau
de récupération de la valeur du produit, intégration à la chaîne logistique classique, etc...
Cette décision est associée à la problématique « que fait-on du produit retourné ? ». Elle
est très spécifique aux paramètres et catégories de produit. Par exemple un produit a très
forte valeur résiduelle, et facilement démontable vaetre de préférence démonté et les
pièces vont être réutilisées par la même entreprise (boucle fermée) ; dans cette catégorie
on trouve notamment certains fabricant de photocopieurs.
●
Déterminer un design de la chaîne logistique de retour : localisation d'entrepôt et d'usine de
retraitement,
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Le problème de localisation sera développé plus loin dans ce document. Il présente de
nombreuses spécificités car toutes les décisions prisent précédemment crées de nouvelles
contraintes. Par exemple la proximité des clients peut être une contrainte forte dans le
cas où ce serait le client qui devrait rapporter lui même le produit.
Tactique (moyen terme et court terme) : décision prise pour satisfaire les décisions stratégiques
prisent précédemment.
●
Mettre en place les outils de gestion, et planification de la collecte
●
Mettre en place planification de la production sur la base des prévisions de retours. Notons
que ces prévisions sont difficile à faire étant donné l'incertitude sur la qualité des produits
retournés.
Opérationnelle (très court terme et immédiat) :
●
Transporter, collecter : problème du voyageur de commerce.
●
Gérer les stocks : dans un contexte de SAV les pièce de rechange peuvent être stockées.
●
Planifier les opérations de production / re-production : problème de planification de tâche,
peut être couplé avec le problème de gestion de stock.
●
Identifier et trier les produits : analyse de la valeur résiduelle des produit, choix de
disposition.
Nous noterons que ces problématique sont toutes abordés dans la littérature en logistique inverse.
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2.7 Comparaisons
Dans Min (2007) [17], on trouve une description des principales différences entre la
logistique inverse et la logistique classique. L'enjeux de la logistique inverse est de s'adapter à
toutes les différences évoquées dans le tableau 4.
Tableau 4: Comparaison entre la logistique inverse et
la logistique classique (Min 2007 [17])
Quantité : la quantité de produits retournés est évidemment au plus égale à la quantité de produit
« envoyés » (dans la chaine classique). De plus tous les produits ne sont pas retournés, les raisons
pouvant être très nombreuses : casse définitive, décision de l'entreprise de ne pas collecter, décision
du client de ne pas céder à l'entreprise, etc...
Suivi de l'information : L'information est un vrai enjeu de la logistique inverse. Prenons par
exemple les ordinateurs portables, il y a derrière des informations lisibles par l'humain et par les
machines (code à barre) pour récupérer le maximum d'informations sur le produit en un minimum
de temps. Dans un contexte de réparation (exemple SAV) l'entreprise doit pouvoir identifier une
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pièce de rechange parmi plusieurs disponibles. La différence qu'il y a entre la logistique inverse et
la logistique classique est que les produits arrivent (après la collecte) dans un ordre aléatoire et dans
des états divers. Les informations doivent donc être collectées sur place à la fois par un système de
reconnaissance (s'il existe) mais aussi par l'humain qui peut par exemple identifier visuellement
l'état du produit.
Temps de cycle : Le temps de cycle pour exécuter toute la chaîne de retour est généralement plus
long en flux retour car les quantités sont plus faibles et donc les moyens mis en oeuvre aussi.
Valeur du produit : la valeur des produit est évidement plus faible car l'usure et les dégradations
qu'ils ont subit leurs à fait perdre de la valeur.
Gestion des stocks : la gestion de stock sur un flux de retour est compliquée car les produits n'ont
pas une loi d'arrivée définie. Nous pouvons imaginer un cas où tout les produit d'une gamme
tomberai en panne environ en même temps.
Priorité : En général les entreprises privilégierons les flux classiques car ce sont eux qui rapportent
le plus d'argent.
Coût : Comme nous l'avons vu le coût de la logistique inverse n'est pas une donnée précise dans les
entreprises car en général elles ne sont pas capable de le calculer. Pour les mêmes raisons le coût
des pièces détachées n'est pas très précis lui non plus.
Flux : en logistique inverse les flux peuvent être tirés, exemple : obligation législative de recycler X
% de matériel ou poussés, exemple : réparation.
Topographie : Comme nous l'avons vu précédemment les process étant plus complexes, la chaîne
logistique aussi.
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3 Analyse macroscopique de la littérature
Les résultats donnés ici on été obtenu avec ISI Wed of Knowledge, avec les caractéristiques
suivantes : (Les valeurs sont prisent à partir de l'année 2000)
Topic=(reverse logistics)
Document Type=(ARTICLE OR REVIEW OR ART AND LITERATURE OR BOOK)
3.1 Les types de publications
Les types de publications sont majoritairement des articles dans des revues scientifique, à
caractères industriel, managerial, et logistique.
JOURNAL
INTERNATIONAL JOURNAL OF PRODUCTION ECONOMICS
EUROPEAN JOURNAL OF OPERATIONAL RESEARCH
INTERNATIONAL JOURNAL OF PRODUCTION RESEARCH
COMPUTERS & OPERATIONS RESEARCH
OMEGA-INTERNATIONAL JOURNAL OF MANAGEMENT SCIENCE
PRODUCTION AND OPERATIONS MANAGEMENT
TRANSPORTATION RESEARCH PART E-LOGISTICS AND TRANSPORTATION REVIEW
INTERFACES
JOURNAL OF THE OPERATIONAL RESEARCH SOCIETY
OR SPECTRUM
COMPUTERS & INDUSTRIAL ENGINEERING
JOURNAL OF OPERATIONS MANAGEMENT
Publications
27
21
17
14
11
11
10
9
7
6
5
5
Tableau 5: Liste des principaux journaux en logistique inverse
3.2 Les auteurs
La liste des auteurs principalement cités en reverse logistique comporte une centaine de
nom. Ce n'est relativement pas beaucoup. En effet ce sujet connaît un intérêt depuis seulement une
vingtaine d'années. Nous remarquerons que les auteurs les plus cités sont aussi les premier à avoir
travaillé sur le sujet.
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AUTEURS
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PUBLICATIONS
FLEISCHMANN, M
8
ADENSO-DIAZ, B
6
JAYARAMAN, V
6
DEKKER, R
5
MINNER, S
5
MITRA, S
5
REALFF, MJ
5
TEUNTER, RH
5
VLACHOS, D
5
AMMONS, JC
4
DONG, M
4
GUIDE, VDR
4
HONG, IH
4
KRIKKE, HR
4
LEE, DH
4
Tableau 6: Liste des auteurs principaux
en logistique inverse
3.3 Les pays
Les pays les plus représentés :
PAYS
USA
The Netherlands
Canada
Spain
Turkey
India
Tableau 7: Liste des pays les plus
représentés en chercheurs sur la
logistique inverse
Nous remarquerons que certains pays ne sont pas représentés dans le tableau du paragraphe
précédent. En effet ici tous les auteurs sont pris en compte (même les plus récents). Nous
constaterons donc que ce sujet semble intéresser de plus en plus de pays (même certains pays
émergents).
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3.4 La chronologie
Nous observons une évolution à caractère exponentiel des publications sur le sujet de la
logistique inverse. Il est à prévoir de plus en plus d'écrits sur ce sujet étant donné l'engouement
général pour l'environnement et les dispositions légales futures déjà en discutions (Grenelle de
l'environnement).
Tableau 8: Lambert and Riopel (2003)[14]
50
45
40
35
30
25
publications
20
15
10
5
0
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Figure 8: Chronologie ISI Wed of Knowledge
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4 Étude quantitative de la logistique inverse
Nous axerons notre sujet sur le problème de localisation, pour lequel les auteurs souhaitent
en règle générale minimiser les coût de transport. Nous nous ramenons à un problème de
localisation d'entrepôt, mais avec quelques spécificités dues aux particularités des chaînes de
retours.
Problématiques :
Le problème de la localisation est un problème car il mène l'entreprise à se poser plusieurs
questions :
Ou placer mes entrepôts de collectes ?
Ou placer mes entrepôts de traitement (recyclage, nettoyage, reconditionnement) ?
Quelle capacité donner à ces entrepôts ?
4.1 Problème de base
En logistique inverse, le réseau de distribution est convergeant, contrairement à un réseau de
distribution classique. Cette particularité n'est pas importante au niveau du mode résolution car la
traduction en problème linéaire se fait de la même façon. Le problème de base pour le problème de
localisation en logistique inverse pourrait être le suivant :
Client : i
Flux a
Localisation potentielle d'entrepôt : j
Flux b
Usine : k
Figure 9: Modélisaton du problème de base
Indices
●
i = 1..I : Les positions des clients
●
j = 1..J : Les positions potentielles des entrepôts
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●
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k = 1..K : Les positions des usines
Données
●
Cvaij : Coûts de transport par produit entre les clients et les localisations potentielles
d'entrepôts.
●
Cvbij : Coûts de transport par produit entre les localisations potentielles d'entrepôts et les
usines.
●
Li : La quantité de produit fournie par les client est donnée :
●
Zj : Cout fixe d'ouverture d'un entrepôt dans une localisation potentielle.
Variables de décisions
●
Daij : Quantités transportées entre les clients et les localisations potentielles d'entrepôts.
●
Daij : Quantités transportées entre les localisations potentielles d'entrepôts et les usines.
●
Cfj : Ouverture ou non d'un entrepôt dans une localisation potentielle.
Le modèle donnerai alors :
Fonction objectif : minimiser le coût total
min ∑ ∑ Cvaij Daij ∑ ∑ Cvb jk Db jk ∑ Cf j Z j 1
i
j
i
j
j
Contraintes :
∑ Daij=Li
∀ i 2 
j
∑ Db jk∑ Da ji
k
∀ j 3
i
Daij , Db jk 0 ∀ i , j , k  4 
Z j ∈{0 , 1 } ∀ j 5
●
2 : La quantité de produit chez le client i doit être récupérée
●
3 : La quantité de produit livré à l'usine k n'est pas supérieure à la quantité collectée chez le
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client i
●
4 et 5 : L'intégrité des variables doit être respectée.
Comme nous le constatons ce problème n'a rien de particulier par rapport à un problème de
localisation classique. Cependant il ne correspond pas vraiment à la réalité car les contextes dans
lesquels sont mis en place la logistique inverse imposent des contraintes spéciales. Nous allons donc
regarder les contextee dans lesquels la logistique inverse peut être mise ne place et leurs contraintee
additionnelles qui viendraient compléter le modèle décrit précédemment. Considérons les trois
contextes suivants (figure 6 page 14), qui se caractérisent par divers niveaux de démantèlement du
produit.:
●
Réparation : Le produit est envoyé en réparation, par exemple en garantie. En général, il
revient au client.
●
Remanufacturing : Le produit est démonté et récupéré par pièces. En général dans le même
système de production que celui où il à été produit (boucle fermée).
●
Recyclage : le produit est complètement démonté et ce sont les matières qui sont réutilisé, en
général, dans une autre chaîne que précédemment (boucle ouverte).
4.2 La réparation
Le contexte dans lequel se place ce problème est celui du service après vente qui est un cas
particulier de la réparation. Pour situer le sujet dans le schéma proposé par Jayaraman page 14, nous
nous plaçons dans le cas où le produit reste intègre mais où le produit revient au client d'origine. En
général, ce client à généralement déjà payé son produit et ne peut pas en faire usage car une panne
est survenu. Ces problèmes sont gênant dans la mesure où le client peut rester avec une mauvaise
image de son fournisseur, dans le cas où la réparation mettrait trop de temps. Dans certains cas
particuliers la rapidité de réparation peut faire l'objet d'un contrat, dans lequel est prévu des
pénalités pour le fournisseur s'il ne résolvait pas le problème dans un temps impartit.
Ici, Fend Du et al. (2007) proposent un modèle prenant en compte le temps, non comme une
contrainte mais comme un objectif de plus. Nous sommes dans le cas d'un modèle linéaire à deux
objectif qui sont la minimisation des coût et la minimisation du temps de service. Le modèle
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proposé est basé sur les hypothèses suivantes :
●
La chaîne logistique de réparation est géré par un sous traitant qui possède déjà deux types
de locaux : des dépôts de proximité et des entrepôts.
●
Nous utiliserons certains dépôts de proximité
●
Nous utiliserons certains entrepôts pour les équiper en centre de réparation
●
Nous pouvons choisir quelle capacité de traitement donner à nos centres de réparation
●
La première étape du retour, depuis le client vers le dépôt de proximité (zone de collecte) est
à l'initiative du client.
●
Le client admet un temps minimum avant de s'impatienter
●
Toutes les pièces proposées par les clients sont traitées (flux poussé)
Usine
Zone de
collecte
Pièce de
rechange
Centre de
réparation
Client
Executé par le client
Le problème vise à sélectionner les zones de collectes et à sélectionner et dimensionner les centres
de réparation.
Indices :
i : localisation des dépôts locaux du sous traitant, pouvant être utilisés comme zone de collecte
i=0,1 , .. , I
j : localisation des entrepôts du sous traitant pouvant être utilisés comme centre de réparation
j= 0 , 1 , .. , J
h : localisation des usines du fabricant
h= 0 , 1 , .. , H
k : catégories de produits
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k =0,1 ,.. , K
n : nombre d'unité de réparation
n=0,1 , .. , N
Paramètres :
aik : nombre de produit retourné k reçu dans le centre de collecte i
tk : temps de travail requis pour réparer une pièce de type k
I
A:
K
∑ ∑ aik t k
: capacité totale requise pour traiter tout les produits retourné
i=1 k=1
b : limite minimale de capacité pour une unité de réparation. Les niveaux de capacité de traitement
pour une localisation peuvent être : 0, b, 2b, .., Nb
N : nombre total d'unité de réparation
tij : temps de transport du site de collecte i vers le centre de réparation j
te : temps espéré par le client
cij : coût de transport unitaire d'un produit depuis le site de collecte i vers le centre de réparation j
cjh : coût de transport unitaire d'une pièce détachée depuis entre le centre de réparation j et l'usine h
r : nombre moyen de pièces à changer par produit
fjn : coût fixe d'installation d'un centre de réparation de capacité nb dans la localisation j.
α : exposant représentant l'économie d'échelle faite sur l'installation de n unités de réparation
01
Variables de décision :
Xjn : = 1 si n unité de réparation sont installés au centre de réparation j ; = 0 sinon
Yijk : pourcentage de produit k récupéré au centre de collecte i et déplacé vers le centre de
réparation j
Wjhk : pourcentage de pièces pour le produit k déplacé depuis l'usine h pour vers le centre de
réparation j
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Remarque :

Nous posons : f j1 = b . Alors le prix pour n unités de réparation :
f jn = nb=n  f j1 .
Cette expression définit l'économie d'échelle. D'où l'expression du coût fixe :
N
f jn = f j1 X j1  f j1 2 X j2 ... f j1 N X jN =∑ n f j1 X jn


n=1
N
Avec
∑ X jn ≤1
. Nous rappelons que Xjn est une variable binaire.
n=1
Fonctions objectifs :
J
N
I
J
K
I
J
K
H
Z1=∑ ∑ n f j1 X jn ∑ ∑ ∑ cij a ik Y ijk∑ ∑ ∑ ∑ c ik aik r W jhk

j=1 n =1
i=1 j=1 k =1
I
J
i =1 j =1 k=1 h=1
K
Z2=∑ ∑ ∑ Max[t k t ij – t e ,0 ]a ik Y ijk
i=1 j=1 k=1
Donc : minimise  Z1 , Z2 1
Contraintes :
N
∑ X jn≤1
∀ j  2
n=1
N
I
K
∑ n b X jn≥∑ ∑ aik tk Y ijk
n=1
∀ j 3
i=1 k=1
J
∑ Y ijk =1
∀ i , k 4
∑ W jhk =1
∀ j , k 5
j=1
H
h=1
X jn ∈〚0,1〛 ,Y ijk , W jhk≥0 ∀ i , j , h , k , n 6 
●
2 : une seule valeur peut être la capacité d'un site de réparation (i.e. : à chaque j n'est associé
qu'un n)
●
3 : la capacité de réparation d'un site j est supérieure ou égale à la somme de tout les
produits qui arrivent sur ce site.
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4 : la somme des pourcentages représentant la dispersion des produits dans les différents
sites de réparation est égale à 1
●
5 : la somme des pourcentages représentant la dispersion des pièces détachées dans les
différents sites de réparation est égale à 1
●
6 : intégrité des variables
Le modèle développé correspond à une étude de cas classique en réparation, et met en avant les
grandes contraintes de la réparation de produits : Le nouveau flux avec l'usine produisant les pièces
détachées, le fait que ce soit les arrivées de produit qui conditionnent la production (flux poussés) et
temps de traitement qui influe directement sur la satisfaction du client.
4.3 Le Remanufacturing
Jayaraman et al. (1999) [11] définissent un problème spécifique dans le contexte du
remanufacturing. Le produit doit passer par un centre de traitement pour être ensuite livré à un autre
client. Jayaraman et al. font remarquer que plusieurs modèles proposés traitent majoritairement du
recyclage et non pas de système manufacturier récupérable. Leur modèle comporte deux hypothèses
simplificatrices, l’entreposage/distribution est situé à la même place que l'installation de remise en
état et il n’y a aucune contrainte de capacité. Le modèle est testé pour un problème qui traite dix
sites de remise à neuf, cinq zones de collecte de produits, dix zones de clients pour cinq différentes
lignes de produits. De plus, ils mentionnent que la demande pour les produits remis en état joue un
grand rôle dans la décision de localisation, de collecte des unités à réparer et aussi dans la stratégie
de distribution. (Le modèle est donné en annexe page 37)
Les spécificités de ce problème sont :
●
La prise en compte du cas multi-produit.
●
Le nombre maximum de centre de traitement
●
La prise en compte du coût de stockage, avant et après traitement. Coût pouvant être
variable selon les centres de traitement.
●
Flux tirés (contrairement au flux poussés considérés précédemment)
Ce modèle est particulier au remanufacturing car il prend en compte l'intégralité de la chaîne
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logistique mise en place : le produit va du client initial jusqu'au client final.
De la même façon nous pouvons citer Shih (2001), qui propose un modèle pour minimiser le
coût total (coût de transport, coût des opérations, coûts fixes, coûts de traitement, et coûts
d’enfouissement) et maximiser les revenus de la vente des matériaux récupérés. Le modèle permet
de déterminer le nombre et l'emplacement des nouvelles installations pour le remanufacturing
d'appareils ménagers et d'ordinateurs personnels à Taiwan.
Conclusion :
En Remanufacturing, le problème est sensiblement égal au problème de base. Car nous trouvons
principalement des contraintes spécifiques au cas d'étude comme par exemple une limite sur le
nombre maximal de centres de traitement, ou encore un dimenssionnement de stock avant et après
traitement. Ces contraintes pourraient très bien être retrouvées dans d'autres contextes comme par
exemple en recyclage.
4.4 Le Recyclage
●
Rupesh Kumar Pati et al (2008) pour le recyclage du papier en Inde. Ils considèrent un
problème multi produit, multi étage, et multi traitement.
Clients
Dépôts
niveau 1
Usines
niveau 1
Dépôts
niveau 2
Usine
niveau 2
Ce problème est contraint par la localité de l'usine niveau 2 (unique), et par
l'assurance d'une certaine quantité de papier retraité livré à l'usine niveau 2. De plus, il n'est
pas obligatoire de collecter le papier usagé chez tous les clients (flux tirés).
Ce modèle est spécifique car il séparent les produits en deux classes de qualité à
partir de l'usine niveau 1. Ce qui est très réaliste dans le contexte du recyclage étant donné
qu'en général une minorité de produit traités représentent la plus grosse dépensent de
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traitement, ce qui conduit les entreprise à proposer une classe de produit de moins bonne
qualité mais moins cher.
●
Barros et al. (1998) pour le recyclage du sable au Pays-Bas présentent un modèle multiniveaux de localisation d’entrepôts à capacité finie pour le traitement de sable usé de sites de
construction au Pays-Bas.
Le sable juste après la collecte chez les clients est de trois classes différentes. Tout
d'abord le sable est collecté et acheminé dans des centres de collecte (dont il faut déterminer
la localité). Là il est trié en trois classes. Le sable de classe 1 et 2 est directement vendu et
acheminé sur des sites pour être réutilisé. La répartition se fait suivant des demandes
précises pour chaque classes. Le sable de classe 3 passe par un centre de traitement( dont il
faut déterminer la localité) et en ressort de classe 1, il est ensuite acheminé suivant les
demandes de sable de classe 1 de la même façon que précédemment.
De la même façon que précédemment le recyclage n'est pas très différent du problème classique
avec en plus des contraintes spécifique à l'étude de cas comme le multi niveau ou le multi
traitement.
4.5 Conclusions
Ces modèles sont tous basés sur un modèle classique de localisation auquel sont ajoutés un
ou deux éléments pour couvrir la logistique inverse. Les modèles présentent les contraintes
suivantes : conservation de flux, capacité, nombre d'installation ouvertes, de non-négativités et
binaires pour les variables de décisions. De plus, chacun de ces modèles cherche à minimiser le coût
total en tenant compte des coûts fixes, des coûts de transport, etc. Mais ces modèle exposent en plus
des spécificités induites par leurs contextes spécifiques. Ces contraintes sont principalement :
●
Recyclage : flux tirés, multi produits, multi étages
●
Remanufacturing : flux tiré,s multi produits, intégration à une chaîne existante, boucle
fermée
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Réparation : temps de service, flux poussés, multi produits.
Comme nous l'avons constaté il n'existe pas beaucoup de différence entre le recyclage et le
remanufacturing, ce qui peut s'expliquer par la ressemblance d'action qu'il y a entre les deux :
collecte, démontage, traitement puis finalement distridution.
Par contre si l'on considère la réparation, le flux poussé, la proximité des dépôts, le temps de service
et la gestion des pièces détachées sont des contraintes très différentes.
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5 Discutions et perspectives
Contrairement à la séparation basée sur le contexte, nous pourrions imaginer un modèle de
retour complet où il serait intégré toutes les possibilités de traitement, avec au niveau du choix de
disposition, les trois solutions possibles : réparation, remanufacturing, recyclage.
Chouinard et al. (2008)[4], proposent un modèle dans lequel le remanufacturing, la
réparation et la gestion des déchets est traité. La résolution de ce modèle est faite à l'aide d'un
modèle stochastique, et d'algorithmes de Monte Carlo. Ce problème pourrait certainement être
adapté à une modélisation prenant en compte le recyclage. Avec un approche déterministe, Lee et
al. (2008)[16], proposent un modèle où ces trois possibilités sont intégrées dans le contexte des
retours de matériel informatique. Le modèle proposé est un modèle linéaire résolu par heuristiques
(Tabu). Ce modèle à comme données d'entrée une prévision sur les caractéristiques précises des
produits retournés. Malheureusement cette information n'est pas du tout réaliste et il faudrait
considérer des incertitudes sur la qualité des retours, et sur la demande. Ce modèle n'existe pas dans
le littérature et pourrai faire l'objet d'une étude. Un problème de ce type aurait un enjeu important
car il serait réaliste, pour tout les retours de produits complexes comme les retours de produits
électroniques (ordinateurs, électroménager).
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Annexes
Jayaraman et al. (1999) [11]
Variables :
L'indice i désigne une catégorie de produit, pouvant être de forme et de taille variable.
Zone de
collecte
Client
Indice
client
Centre de traitement potentiel
Flux 1
localisation
Zone de
Produit
collecte
défectueu
V
Flux 2
Traitement Produit
Client
Livraison
retraité
J
Capacité de
K
WUj
WRj
Ui
Ri
stockage
Volume utilisé
par unité de
produit i
Volume de
Sv
produits
disponible
Prévision de
dik
demande
Cout
Fj
d'existance
Cout par unité
CUiv
CIijv
h
CRij
h
COijk
achat
déplacement
stockage
Traitement
stockage
déplacement
Pour ce qui est des variables de décisions :
●
Mijv : Quantité de produit i déplacée de la zone de collecte v vers le centre de traitement j
(flux 1)
●
Qijk : Quantité de produit i déplacée du centre de traitement j vers le client k (flux 2)
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●
P : nombre maximum de centre de traitement ouvert
●
Zj : 1 / 0 : Existence / absence du centre de traitement j sur la localisation potentielle
correspondante
Fonction objectif
Le modèle minimise le coût total des flux sur cette chaîne logistique (fermée) :
min ∑ ∑ ∑ CU iv M ijv 1a
i
j
v
∑ ∑ ∑ CI ijv M ijv 1b
i
j
v
∑ ∑ ∑ CR ij Q ijk 1c
i
j
k
∑ ∑ ∑ CO ijk Qijk 1d 
i
j
k
∑ ∑ ∑ h 
i
j
v
∑ ∑ ∑ h
i
j
k
CU iv
2
 M ijv 1 e
 
CR ij
2
M ijv 1f 
∑ F j Z j 1g
j
●
1a : coût de l'achat du produit i auprès du client v (pour tout le flux 1)
●
1b : coût du transport du produit i venant du client v et allant vers le lieu de traitement j
(pour tout le flux 1)
●
1c : coût de traitement du produit i dans le lieu de traitement j et allant être livré (pour tout
le flux 2)
●
1b : coût du transport du produit i venant du lieu de traitement j et allant vers le client k
(pour tout le flux 2)
●
1e : coût de stockage du produit i dans le lieu de traitement j avant le traitement (pour tout le
flux 1)
●
1f : coût de stockage du produit i dans le lieu de traitement j après le traitement (pour tout le
flux 2)
●
1g : coût de l'existence
du centre de traitement j sur la localisation potentielle
correspondante.
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Contraintes
∑ Qijk d ik
∀ i , k 2
j
∑ Qijk∑ M ijv
k
∀ i , j 3
v
∑ ∑ Ri QijkWR j Z j
∀ j 4
∑ ∑ U i M ijvWU j Z j
∀ j 5
i
k
i
v
∑ Z j P
6
j
∑ ∑ U i M ijvS v
i
∀ v 7
j
M ijv , Qijk0 ∀ i , j , k , v 8
Z j ∈{0,1} ∀ j  9
●
2 : La quantité de produit i allant chez le client k ne doit pas être supérieur à la demande
●
3 : La quantité de produit i livré n'est pas supérieure à la quantité collecté
●
4 : Le volume occupé par le produit retraité i dans le lieu de stockage j ne doit pas être
supérieur à la limite locale.
●
5 : Le volume occupé par le produit défectueux i dans le lieu de stockage j ne doit pas être
supérieur à la limite locale.
●
6 : Le nombre de centre de traitement existant  Z j=1 ne doit pas dépasser la limite (P)
●
7 : Le volume occupé par le produit défectueux i dans la zone de collecte v ne doit pas être
supérieur à la limite locale.
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