Proposition d’une approche intégrée des activités de transports et de production dans la supply chain minière

L'industrie minière est un pilier du développement industriel, soutenant des secteurs vitaux tels que la construction, l’industrie manufacturière, la technologie et l'agriculture. En particulier, l'industrie du phosphate est essentielle à l'agriculture et à la production alimentaire, assurant la sécurité alimentaire mondiale pour une population en constante croissance. Son impact économique dépasse l'agriculture, contribuant de manière significative aux économies des pays riches en phosphates tels que le Maroc. Motivée par la chaîne de valeur intégrée de production de phosphate et de distribution par réseau de pipeline de l'axe nord du Groupe OCP, cette thèse de doctorat, menée à l'Université Paris-Panthéon-Assas et à EMINES-School of Industrial Management, étudie des solutions opérationnelles pratiques pour l’ordonnancement de la production des laveries, du transport par pipeline et la gestion des stocks multiproduits. La recherche est motivée par la nécessité de remplacer les méthodes d’ordonnancement manuelles, généralement basées sur des feuilles de calcul, qui peuvent manquer de vision et être sujettes aux erreurs humaines. Cette thèse s’appuie sur une analyse bibliométrique et une revue systématique de la littérature concernant l’ordonnancement des pipelines multiproduits, en se concentrant sur les travaux publiés de l'an 2000 à 2023. L'analyse bibliométrique utilise trois bases de données bibliographiques scientifiques réputées pour arriver à une compréhension générale de l'évolution de la recherche, des thèmes clés, des auteurs et des revues pertinents, ainsi que de la répartition géographique des affiliations des auteurs. Les articles pertinents ont été examinés à l'aide d'un protocole de recherche structuré, qui classe la littérature en thèmes communs, offrant une compréhension approfondie de l'état actuel du domaine et mettant en évidence des directions prometteuses pour les recherches futures. La thèse présente trois solutions différentes pour l’ordonnancement intégré de la production des laveries, l’ordonnancement du transport par réseau de pipelines et la gestion des stocks multiproduits. Premièrement, un modèle de programmation linéaire mixte à variables entières (MILP) monolithique, basé sur les lots et à temps continu, a été développé avec l'objectif de créer un plan d’ordonnancement couvrant toutes les opérations détaillées de la chaîne de valeur, en maximisant l'utilisation des pipelines et en respectant les contraintes opérationnelles. Le modèle MILP a été évalué en utilisant des instances de jeux de données réelles provenant de la chaîne de valeur de l’OCP ; les résultats expérimentaux démontrent son efficacité à fournir des solutions optimales et quasi-optimales dans un temps CPU raisonnable. Deuxièmement, une approche heuristique, basée sur la simulation à événements discrets pour l’ordonnancement détaillé des opérations, a été proposée et évaluée via une étude de cas réelle sous différents scénarios, sur un horizon de deux semaines. Les résultats démontrent que l'approche fournit des solutions d’ordonnancement satisfaisantes dans un temps CPU raisonnable. De plus, cette heuristique donne des résultats satisfaisants après huit mois de fonctionnement dans des conditions réelles. Troisièmement, une nouvelle approche MILP, basée sur un horizon roulant pour l’ordonnancement dynamique détaillé, a été développée. Les principaux objectifs sont de réduire les ruptures totales de produits et de minimiser la quantité d'eau injectée dans les pipelines. Enfin, une procédure de post-traitement, basée sur un autre modèle MILP a été modélisée pour minimiser les changements d'état dans plusieurs unités, affinant ainsi les solutions d’ordonnancement et les rendant directement applicables en conditions réelles. La solution a été testée à l’aide de données réelles, provenant de la chaîne de valeur de l'OCP ; les résultats démontrent son efficacité à fournir des solutions de haute qualité dans un temps CPU raisonnable.