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Optimisation des chaînes d’approvisionnement en boucle fermée dans un contexte d’économie circulaire à l’ère de l’Industrie 4.0

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Delpla, Victor (2021). Optimisation des chaînes d’approvisionnement en boucle fermée dans un contexte d’économie circulaire à l’ère de l’Industrie 4.0. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’Économie Circulaire est une nouvelle conception de l’économie répondant au problème de l’appauvrissement des ressources naturelles. Pour rester compétitif économiquement et répondre aux nouvelles attentes écologiques des consommateurs, les chaînes d’approvisionnement en boucle fermée (closed-loop supply chains, CLSC) sont une solution concrète pour l’industrie manufacturière avec la réutilisation les produits en fin de vie (end-oflife, EOL) et le recyclage des matières premières.

Néanmoins, les CLSC sont difficiles à mettre en place à cause de la difficulté à récupérer de manière optimale les produits EOL étant donné les incertitudes qui existent sur leur condition après leur utilisation. Ces incertitudes complexifient la gestion des CLSC en empêchant de planifier efficacement les flux. Les technologies de l’Industrie 4.0 comme l’Internet des Objets (IoT) peuvent les réduire avec la collecte de données sur son état de dégradation tout au long du cycle de vie du produit. Le choix du traitement de récupération du produit et de ses composants en serait alors facilité et aucune étape d’inspection ne serait nécessaire. Les produits EOL récupérés pourraient aussi être sélectionnés de manière optimale.

Ce travail propose un modèle de CLSC qui optimise les flux pour maximiser le profit généré par la réutilisation des produits EOL d’une entreprise manufacturière en utilisant l’IoT. On utilisera un modèle en programmation linéaire sur LINGO considérant plusieurs produits modulaires pour étudier les retombées d’une telle CLSC. L’apport principale de ce mémoire est donc de montrer les potentiels gains de la mise en place d’une CLSC dont la récupération et le choix de traitements des produits EOL sont dirigés par l’IoT. Ainsi, dans le cas où les produits refabriqués représenterait 40% de la demande total, on peut atteindre une augmentation de près de 48% du profit grâce au modèle de CLSC présenté. Ce travail montre aussi la compatibilité entre les intérêts économiques et une consommation plus raisonnable des ressources naturelles, moins exploités grâce à la récupération des produits EOL.

Titre traduit

Closed-loop supply chain optimization with the Internet of Things in a context of circular economy in the era of Industry 4.0

Résumé traduit

The Circular Economy is a new conception of the economy responding to the problem of the exhaustion of natural resources. To remain economically competitive and meet the new ecological expectations of consumers, closed-loop supply chains (CLSC) are a concrete solution for the manufacturing industry with the reuse of end-of-life products (EOL) and the recycling of raw materials.

However, CLSCs are difficult to implement because of the difficulty of optimally recovering EOL products given the uncertainties that exist about their condition after use. These uncertainties complicate the management of CLSCs by preventing effective flow planning. Industry 4.0 technologies such as the Internet of Things (IoT) can reduce them with the collection of data on its degradation condition throughout the product lifecycle. The choice of recovery treatment for the product and its components would then be facilitated and no inspection steps would be required. Recovered EOL products could also be optimally selected.

This work proposes a CLSC model that optimizes flows to maximize the profit generated by the reuse of EOL products from a manufacturing company using IoT. A linear programming model on LINGO considering several modular products will be used to study the impact of such a CLSC. The main contribution of this research is to show the potential benefits of setting up a CLSC whose recovery and choice of processing of EOL products are directed by the IoT. Thus, in the case where remanufactured products would represent 40% of the total demand, an increase in profit of nearly 48% can be achieved thanks to the CLSC model presented. This work also shows the compatibility between economic interests and a more responsible consumption of natural resources, less exploited due to the recovery of EOL products.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire par articles présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 139-154)
Mots-clés libres: chaîne d’approvisionnement en boucle fermée, internet des objets, économie circulaire, industrie 4.0
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Hof, Lucas A.
Codirecteur:
Codirecteur
Kenné, Jean-Pierre
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 03 août 2021 21:07
Dernière modification: 03 août 2021 21:07
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2719

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