Optimisation des routes maritimes : un système de résolution multicritère et dépendant du temps

par Estelle Chauveau

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Philippe Jégou et de Nicolas Prcovic.

Le président du jury était Lakhdar Saïs.

Le jury était composé de Julien Dumont.

Les rapporteurs étaient Marie-José Huguet, Christine Solnon.


  • Résumé

    Les compagnies d'affrètement maritime cherchent à utiliser les prévisions météorologiques pour optimiser les déplacements de leurs bateaux. La détermination d'une route optimale en durée et en consommation de carburant constitue un problème difficile au sens de la théorie de la complexité, et cette route peut évoluer pendant le trajet, rendant le problème pratique encore plus complexe. Pour répondre à ce besoin, des logiciels de routage existent, mais dès lors qu'il s'agit de prendre en considération plusieurs critères qui parfois sont contradictoires, on se rend compte de l'absence dans l'état de l'art d'algorithmes efficaces. L'objectif de cette thèse est de répondre à cette problématique en proposant un cadre de modélisation adéquat et des algorithmes efficaces dans des conditions industrielles. Le premier travail réalisé porte sur la mise en place d'une méthodologie permettant de transformer les données brutes - en entrée - en un modèle mathématique exploitable. Cette première étape conditionne ensuite les algorithmes utilisés, et donc leur efficacité. Ainsi, le problème est modélisé par un graphe prenant en compte le temps. La seconde contribution est la proposition d'un algorithme multi-objectif et time-dependent permettant d'identifier les chemins pareto-optimaux dans ce graphe. Un troisième apport concerne le traitement de ces chemins, de sorte à optimiser la vitesse le long d'un trajet. Enfin, un système logiciel opérationnel intégrant l'ensemble de ces contributions permet de valider expérimentalement, sur des données réelles, le modèle de représentation proposé ainsi que les algorithmes qui l'exploitent.

    mots clés mots clés

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  • Titre traduit

    Weather routing optimization : a multicriteria and time-dependent resolution system


  • Résumé

    Maritime charter companies try to use weather forecast in order to optimize the journeys of their fleet. Let consider a boat transporting merchandise (or goods) from a port to another. Given the date and time of departure and trying to minimize fuel consumption, determining the best route to take is a difficult problem in the meaning of complexity theory. Moreover, the best route likely changes during the journey leading to an even more difficult problem. To tackle this type of issues, many routing software are available. However, to our knowledge, the state of the art still lacks of algorithms capable of efficiently solving the problem while considering multiple and sometime contradictory criteria.The aim of the this PhD thesis is to build a relevant modelling framework to solve this problem as well as to develop algorithms to be used and validated in industrial conditions.The first task undertaken was the development of a methodology to format raw data, mainly spatial and weather data, into usable input data for mathematical model. This first step was essential as it conditioned which algorithms could be used, and consequently their efficiency. We chose to model the problem as a graph that takes time into account.The second task was the development of a multi-objective and time dependent algorithm. This algorithm identifies pareto-optimum paths within the graph.A third work focused on processing the paths in order to optimize speed during the whole journey, and as a consequence, fuel consumption.


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