PI-container : science-fiction ou réalité ?

Le concept de PI-container

Parmi toutes les suggestions d’amélioration que le Physical Internet (PI) préconise (structures multicouches, transport multimodal sur tronçons prédéfinis…), il en est une qui mérite une attention toute particulière. Il s’agit de l’encapsulation de biens dans des PI-containers.

Dans la philosophie PI, les marchandises sont encapsulées dans des containers ultra-modulaires ; totalement standardisés, réutilisables ou recyclables, connectés voire intelligents, appelés PI-containers. En pratique ces conteneurs sont des unités de manutention logistique actives ; au sens où elles sont capables de faire circuler toutes les informations nécessaires à la traçabilité et à la gestion dynamique des produits concernés.

L’objectif ultime est que ces conteneurs soient manipulés, entreposés et expédiés via des infrastructures logistiques (PI-Hubs) organisées à la manière de l’Internet avec ses routeurs. Le PI préconise pour ce faire de standardiser et d’optimiser au maximum la modularité de ces conteneurs. [Sallez et al. 2015] distinguent 3 types de PI-containers possibles :

• Les T-container, semblables à ceux que nous connaissons actuellement pour le transport maritime par exemple mais avec des capacités de connectivité très largement supérieures.
• Les H-containers sont, eux, destinés à la manutention directe. Leur taille est variable (suivant les standards adoptés), mais leur modularité garantie.
• Les P-containers enfin qui sont les emballages directs de chaque produit. Ici aussi, la modularité et l’hyperconnectivité sont de mise.

En pratique, le P-container est adapté au H-container qui est lui-même adapté au T-container. Ainsi, si nous rassemblons plusieurs PI-containers de différentes dimensions… D’une certaine manière nous devons retomber sur une autre dimension standard plus grande. C’est ce qu’illustre la figure suivante :

Le PI-container en pratique

Plusieurs travaux en cours comme MODULUSHCA et LIBSHIP [Sallez et al, 2016] cherchent à développer des solutions concrètes afin de rendre les PI-containers opérationnels. Même si les solutions finales ne sont pas encore définies, les PI-containers vont très vraisemblablement s’appuyer sur des technologies existantes telles que ;

• des systèmes de traçabilité indoor type RFID (Radio-Frequency Identification) ou RTLS (Real-Time Location System),

• de traçabilité outdoor comme le GPS (Global Positionning System),

• ou mixtes comme le WSN (Wireless Sensor Networks) et l’Internet des Objets (Internet of Things : IoT).

Ces systèmes sont déjà fonctionnels et peuvent être utilisés pour assurer la traçabilité des produits sur toute la chaine logistique partout et tout le temps. Pour être vraiment pertinents, les systèmes d’identification des PI-containers devraient être en mesure d’inclure un mélange de toutes ces technologies pour permettre la traçabilité des biens pendant le transport mais aussi lors des opérations de manutention (dans un entrepôt de stockage ou une usine de fabrication par exemple).

Si le concept de PI-container reste aujourd’hui au stade de la définition et de l’expérimentation de laboratoire, des applications très concrètes sont en passe de voir le jour à très court terme. Il convient donc de considérer avec attention ces évolutions. Car les incidences sur les modes de pilotage des chaines logistiques sont loin d’être négligeables. En effet, de tels conteneurs ouvrent un champ des possibles extrêmement vaste ; comme la possibilité de gérer les transports de façon agile (détection et adaptation aux aléas), de développer des solutions plus durables (optimisation des taux de remplissage des véhicules et entrepôts), de gestion partagée des ressources logistiques, etc.

Un exemple d’application du PI-container

Ainsi, l’Etablissement Français du Sang (EFS) développe depuis quelques mois un projet très concret de PI-container pour la chaîne logistique des produits sanguins.

Cette chaîne logistique est organisée selon plusieurs étapes ; premièrement, les poches de sang sont prélevées sur un site de collecte (fixe ou mobile) avant d’être envoyées sur un site de préparation afin d’être transformées en produits finis. Ces produits finis (plaquettes, globules rouges, plasma) sont alors transférés à des sites de distribution qui délivrent ces produits aux établissements de soin (hôpitaux, cliniques, etc.).

En parallèle, des tubes prélevés lors du don partent sur l’un des 4 sites de qualification biologique de métropole. Afin de valider l’innocuité du produit, et ce en moins de 24h. Aussi, comme les prélèvements ont lieu partout, ces échantillons parcourent des centaines de kilomètres en général… De même que certains produits rares ou des plasmas stockés dans de centres dédiés.

Afin de rendre sa logistique plus agile, l’EFS travaille à la mise en place de PI-containers qui lui permettraient de tracer en temps réel ces flux de produits.

Le but étant d’adapter, en temps réel toujours ;

• les tournées de transport (gestion des perturbations de trafic, gestion des urgences patients, etc.)
• et les affectations de stocks (gestion de la pénurie, orientation des collectes, etc.).

En pratique, l’expérimentation qui vient de commencer, avec le support de l’Ecole des Mines d’Albi, consiste à considérer les poches de sang comme des P-containers, qui sont ensuite manutentionnées dans des H-containers (caisse) de tailles standards et ultra-modulables et finalement stockés ou transportés dans des emplacements ou véhicules référencés (T-container).

L’ajout de capteurs RTLS (pour la partie indoor) et GPS (pour la partie outdoor) capables de partager la position géographique en temps réel sur le réseau transforment des caisses a priori anodines en H-containers très concrets. Une connexion entre les poches (P-containers) et la caisse (H-container) dans laquelle elles se trouvent est établie afin de permettre une traçabilité complète et dynamique de l’ensemble des produits considérés. Enfin chaque véhicule et chaque emplacement de stockage est équipé de capteurs permettant de faire le lien aux caisses transportés. L’EFS établit ainsi un lien précis, pertinent et en temps réel entre : poche de sang (P-container) – caisse (H-container) – zone de stockage ou véhicule de transport (T-container) – statut.

Au-delà de la géolocalisation, le projet de l’EFS prévoit d’équiper les différents PI-containers de capteurs complémentaires tels que « température » ou « taux d’humidité » permettant de gérer dynamiquement la sensibilité des produits concernés.

Quelques éléments de conclusion

Bien que ce dispositif ne soit pas encore mis en production à l’EFS, les premières expérimentations démontrent qu’il s’agit de solutions techniquement accessibles… Et finalement assez peu coûteuses.

Le principe de PI-container n’est donc pas une douce utopie mais bien une réalité… Naissante certes, mais une réalité quand même.

Bien sûr la mise en place de PI-containers n’est pas une finalité en soit et l’objectif va bien au-delà. En permettant notamment une remise en cause profonde des modes de gestion et de pilotage des flux de matière.

Les utilisations futures de ces nouveaux objets logistiques sont dans leur grande majorité encore à inventer. Mais les perspectives sont d’ores et déjà très prometteuses. L’EFS par exemple envisage d’utiliser ces unités logistiques hyperconnectées. L’objectif étant à la fois d’identifier et de caractériser les causes de dysfonctionnement, et de développer des approches de pilotage agile de ses flux de produits (figure 2).

Ainsi il sera possible dans un avenir très proche de mieux gérer ;

• les situations de demande exceptionnelle (par exemple accroissement des besoins en sang suite à une attaque terroriste),
• les problèmes de trafic (embouteillage suite à un accident par exemple)
• ou encore les défaillances de certains équipements. (par exemple une chambre froide qui tombe en panne sur un site de distribution).

Auteurs : Matthieu LAURAS (AGILEA, Mines Albi), Quentin SCHOEN (EFS)

Références PI-container :

Montreuil, B., Ballot, E., & Tremblay, W. (2014). Modular structural design of physical internet containers. Progress in Material Handling Research, 13.

Sallez, Y., Montreuil, B., & Ballot, E. (2015). On the activeness of physical internet containers. In Service Orientation in Holonic and Multi-agent Manufacturing (pp. 259-269). Springer International Publishing.

Sallez, Y., Pan, S., Montreuil, B., Berger, T., & Ballot, E. (2016). On the activeness of intelligent Physical Internet containers. Computers in Industry, 81, 96-104.