Problèmes intégrés d'approvisionnement forestier avec décisions de tronçonnage

En foresterie, la planification annuelle des approvisionnements en bois est une tâche complexe qui implique un nombre important de décisions. Des décisions qui portent sur une multitude d'activités de la chaîne logistique forestière afin de mieux les synchroniser, à savoir la récolte, le stockage, le transport,...etc. Le degré de complexité des problèmes d'approvisionnement dépend de la diversité des activités intégrées. Cette thèse s'intéresse aux problèmes de planification annuelle des approvisionnements en bois très intégrateurs. Elle vise à développer un système d'aide à la décision pour soutenir les compagnies forestières dans le contexte de l'est canadien. Nous étudions plusieurs variantes du problème annuel d'approvisionnement de bois, de plusieurs sources vers plusieurs destinations et intégrant des décisions de tronçonnage. Dans le premier article de ce travail, nous considérons une variante du modèle portant sur la planification annuelle, mono-périodique des approvisionnements forestiers. Nous présentons alors une approche pratique et détaillée portant sur le problème de tronçonnage des arbres dans une forêt. Le tronçonnage des arbres consiste à couper les arbres abattus en des segments de bois de plus petites longueurs (billes). Il s'agit de l'une des plus importantes opérations dans la chaîne logistique de l'exploitation forestière. Cette approche sera par la suite utilisée dans les variantes multi-périodiques. En outre, nous proposons de nouvelles structures de tronçonnage, que nous comparons à l'approche actuellement en usage. Les nouvelles structures portent sur la désagrégation de certaines activités associées au tronçonnage. Nous montrons que ces structures améliorent les opérations de récolte sans changer les technologies utilisées ou engendrer des dépenses excessives. Nous considérons aussi l'impact de la diminution de la productivité des machines de tronçonnage sur le coût de récolte. Par la suite, nous présentons deux extensions multi-périodiques du modèle dans l'article 2 et 3 respectivement. Nous portons plus d'attention à la variation du stock et la fluctuation des demandes au cours de l'année. Nous considérons des décisions sur le séquencement de la récolte des sites forestiers dans le temps, en plus des activités d'approvisionnement traitées dans la variante mono-périodique. Ces variantes reflètent mieux la réalité parce que nous considérons que les sites forestiers ne peuvent pas être récoltés tous en même temps. Dans le troisième article, nous étudions aussi l'impact de l'intégration d'une certaine forme de flexibilité dans la récolte sur la planification en variant la capacité de récolte utilisée durant le temps. Nous montrons que cette flexibilité améliore l'efficacité des opérations de la récolte. Nous proposons des formulations mathématiques pour modéliser les différentes variantes du problème. Pour ce faire, des approches de modélisation explicites telles que la programmation linéaire en nombres entiers et la programmation par contraintes sont utilisées. Nous faisons appel à des approximations pour linéariser le coût de récolte et nous utilisons certaines heuristiques et approches hybrides pour améliorer les temps de calcul.