[Sujet de thèse] Modèles et algorithmes d’optimisation pour la gestion de l’écosystème de transport public avec des bus électriques

Contexte
Aujourd’hui en Europe, les émissions de GES liées au transport représentent 25 % des émissions totales de GES, dont 8 % est due aux bus urbains. Le renouvellement et la modernisation des flottes de bus vers des technologies plus propres, est une opportunité pour les villes d’améliorer la qualité des transports et de réduire les émissions polluantes. Les bus électriques font partie de ce processus de renouvellement pour moderniser un réseau et améliorer la qualité de l’air. Cependant, le passage des bus conventionnels aux bus électriques implique quelques changements fondamentaux, en fonction de l’ampleur du déploiement. Il ne s’agit pas d’un remplacement d’un type de bus par un autre. En fait, c’est tout le système qui change puisqu’il faut tenir compte du système complet du bus électrique, incluant le réseau électrique, les stations de recharge, les contraintes de recharge, et l’organisation de l’affectation des bus aux lignes. Ces changements ont un impact sur toute la chaine de décision, allant de la planification des fréquences des lignes jusqu’à la phase opérationnelle d’attribution des bus aux trajets et la recharge des bus électriques. Le principal défi d’un déploiement des systèmes de bus entièrement électriques est de tenir compte des technologies de bus (capacité des batteries, autonomie, mode de recharge, etc.) ainsi que des technologies de recharge (recharge la nuit dans les dépôts, recharge opportuniste sur les lignes, mixte des deux, etc.) pour concevoir le réseau de transport et planifier les opérations de transport.

Objectif des travaux scientifiques
L’objectif des travaux de recherche ici est de concevoir des méthodes d’optimisation efficaces et robustes à la fois pour les décisions tactiques et opérationnelles. Au niveau tactique on s’intéressera aux problèmes de reconfiguration et de planification d’un réseau de bus tenant compte des choix technologiques (bus et infrastructure de recharge), de dimensionnement de la flotte de bus, de la localisation de l’infrastructure de recharge. Les objectifs à optimiser à ce niveau sont essentiellement économiques. Au niveau opérationnel, on se focalisera sur les problèmes (i) d’affectation journalière des bus aux lignes en tenant compte des contraintes horaires de séquencement des activités sur les lignes de bus, (ii) d’orchestration de la recharge des bus dans les dépôts en tenant compte des contraintes de puissance du système électrique, (iii) d’ordonnancement des opérations de remisage des bus dans les dépôts de sorte à éviter les blocages entre les missions. Les modules à développer seront simulées et validées via des scénarios d’usage qui s’appuieront sur des données fournies par un opérateur de transport de la région parisienne.

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