Ouverture des réseaux de transport logistique : conception et investigation des modèles d’interconnexion, potentiels et applicabilité

The importance of freight transport is amplified today by the rapid boom in E-commerce, and in particular new online-to-offline business strategies. To boost competitiveness, e-tailers and logistics service providers have devoted adequate efforts to managing express fulfillment services, e.g., same-day delivery (one or two-hour delivery), and various distribution and delivery channels. This has resulted in massive, high-frequency shipments with short lead times and fluctuating volumes. Moreover, freight transport organizations have undergone rapid changes. New markets and new technologies have emerged that will probably require innovative solutions as efficiency is still low. There is thus a strong motivation, involving economic, social, and environmental objectives, to develop more sustainable and efficient freight transport systems. In this vein, horizontal collaboration has been largely studied, and its effectiveness and efficiency in freight transport have been proven in the recent literature (Pan et al., 2019). In particular, Collaborative Transport Networks are a horizontal collaboration solution attracting increasing attention. Given the important role of freight transport in logistics and the multiple, compounding challenges faced by actors, an innovative, effective, and sustainable management of transport services procurement is needful for the emerging new collaborative transport networks. Moreover, new collaborative incentive mechanisms and rules are required to manage interactions between all the independent stakeholders in such networks. This dissertation intends to explore collaborative mechanisms that manage the interactions between actors and guide the self-interested decisions of individuals toward an optimal global solution in such a way that these individuals are motivated to choose the optimal and rational solutions. This dissertation provides a picture of existing mechanisms for freight transport service procurement, challenges components of existing research, and provides ground for further research.La logistique est une dimension croissante et déterminante du management et de la compétitivité des entreprises qui entraîne avec elle une part importante de la performance de l’économie et de l’emploi en Europe. Sans le développement de la logistique, toutes les innovations des deux derniers siècles n’auraient pas été possibles. Nous sommes certes arrivés à un niveau de performance extrême, avec notamment des livraisons en moins de 2 heures, mais cela a un coût : 25 % des trajets des transporteurs se font à vide et le taux moyen de remplissage des poids lourds ne dépasse pas les 65% dans les pays développés. Le transport de marchandises est actuellement piégé par un système peu utilisé et peu respectueux de l'environnement. Ce dilemme peut être résumé par : comment continuer à satisfaire les exigences toujours plus pointues tout en maîtrisant les coûts et en respectant des normes environnementales et sociales plus exigeantes ? Au-delà d’une transition énergétique nécessaire mais insuffisante, des solutions émergent, notamment la mutualisation et l’interconnexion des transports de marchandises à grande échelle. La mutualisation en transport et logistique est un accord de partenariat qui consiste à la mise en commun volontariste de moyens physiques, d’informations et de compétences dans le but d’obtenir à long terme des gains économiques, écologiques et financiers. Le cadre de cette coopération peut revêtir des formes juridiques et organisationnelles variables en fonction de la nature des parties, des moyens et des produits ou services (Chai et al., 2013). Depuis quelques années, les grands distributeurs ont compris rapidement l’intérêt de partager des capacités de transport ou de stockage en recourant notamment à des prestataires de services logistiques communs. Ce partage est une source d’avantageconcurrentiel dans la mesure où il permet à la grande distribution, alimentaire ou spécialisée, de bénéficier d’économies d’échelle, et d’optimiser l’usage de ressources logistiques rares. Les démarches de mutualisation connaissent toutefois aujourd’hui une réelle accélération. Des solutions de mutualisation logistique et de transport multimodal voient le jour dans plusieurs régions où les industriels travaillent ensemble en collaboration avec les clients et les transporteurs. Sur cette base, l’objectif de cette thèse est de proposer des mécanismes de collaboration, sur la base de la théorie des « Mechanism Design », permettant la gestion des relations entre les différents acteurs d’un réseau de transport collaboratif, d’évaluer leur potentiel économique et écologique et d’étudier leur applicabilité dans un réseau de transport collaboratif