Source: The Conversation – France (in French) – By Michaël Schyns, Professeur en Digital Business, Université de Liège
Leader de l’e-commerce aérien en Europe, l’aéroport de Liège compte sur les nouvelles technologies pour gagner en efficacité. Son défi ? Le chargement et le déchargement des avions-cargos. Ses réponses ? L’IA, l’IoT et les jumeaux numériques. Des données enrichies pour gérer l’aéroport au quotidien et… prédire le futur.
Vous avez commandé des produits en ligne pour les fêtes ? Il y a de bonnes chances que ceux-ci transitent par Liège Airport (LA) en Belgique. Grâce à sa position stratégique au cœur de l’Europe, l’aéroport traite aujourd’hui 3 000 tonnes de fret chaque jour et dessert près de 400 millions de consommateurs. Cela en fait l’aéroport Full Cargo numéro 1 en Europe – numéro 5 des aéroports mixtes passagers-cargo – et le classe dans le top 20 mondial.
Vous tenez à recevoir vos colis rapidement ? L’aéroport de Liège jouit d’une localisation parfaite. Il se situe à moins d’une journée de route des plus grandes villes européennes, à proximité d’un port autonome et d’infrastructures ferroviaires. Cependant, au vu de la quantité de marchandises à traiter, le chargement et le déchargement des avions-cargos représentent un véritable défi logistique. La manutention au sol du fret aérien – précisément la coordination des véhicules de service – est reconnue comme étant l’une des parties les plus critiques de la chaîne d’approvisionnement. La moindre faille à cette étape peut engendrer des retards d’avions considérables, avec des enjeux économiques et écologiques gigantesques.
À lire aussi :
50 ans de codes-barres : l’anniversaire silencieux d’une révolution mondiale
Vous l’aurez compris, pour recevoir vos colis à temps, il est essentiel d’optimiser et de contrôler rigoureusement ce processus. Plus facile à dire qu’à faire. Il implique un grand nombre d’acteurs différents et est soumis à une multitude de contraintes strictes. La stratégie zéro carbone au cœur des préoccupations de l’aéroport de Liège limite encore plus les choix. Même si les méthodes traditionnelles de la recherche opérationnelle ont fait leurs preuves, elles atteignent ici leurs limites. De nouvelles approches et technologies sont nécessaires. Citons notamment l’intelligence artificielle, les jumeaux numériques, ou encore la réalité virtuelle. Nous avons étudié cette problématique dans le cadre du projet européen Interreg intitulé « Digital Twin Academy » et dans le cadre d’un doctorat financé par le FNRS.
30 000 mouvements d’avion par an
Le défi est de coordonner toutes les activités au sol et déterminer le trajet de chaque véhicule devant intervenir dans les services à fournir aux avions – ravitaillement en carburant, nettoyage, transfert des marchandises de l’avion vers des chariots… Ce problème bien connu en recherche opérationnelle s’appelle la « tournée de véhicules » (VRP). Cependant, vu la complexité d’un tel problème, les recherches scientifiques se concentrent généralement sur un cas simplifié : la tournée d’un seul type de véhicule.
Un aéroport est par contre une véritable ruche où de très nombreux opérateurs travaillent de concert pour offrir des services qui nécessitent des véhicules de types très différents. L’aéroport de Liège, c’est plus de 30 000 mouvements d’avion par an. Le pic fut atteint durant la crise de Covid-19, lorsque l’OMS l’a désigné hub européen pour distribuer le matériel médical. Il possède également un parc de matériel roulant très large : plus de 1 500 chariots – dollies – pour conteneurs (ULD), une centaine de tracteurs pour les déplacer, une cinquantaine d’ascenseurs – highloader – et une trentaine de camions de différentes sortes.
Abonnez-vous dès aujourd’hui !
Que vous soyez dirigeants en quête de stratégies ou salariés qui s’interrogent sur les choix de leur hiérarchie, recevez notre newsletter thématique « Entreprise(s) » : les clés de la recherche pour la vie professionnelle et les conseils de nos experts.
L’aéroport de Liège fait face à des contraintes de synchronisation fortes en cascade dans le temps et dans l’espace entre véhicules. Par exemple avant qu’un tracteur emmène un conteneur à l’entrepôt, il doit l’avoir reçu d’un speedloader qui lui-même est allé le chercher sur le highloader qui doit opérer au niveau de l’avion. Les tournées ne peuvent être considérées indépendamment.
Des données, des données et encore des données
Nous avons développé un algorithme d’optimisation avec synchronisation pour y pallier. Il permet de définir les itinéraires des différents véhicules de service de manière à minimiser le temps total nécessaire pour servir chaque avion. Les résultats obtenus sur des données réelles historiques de l’aéroport de Liège sont concluantes. Elles soulignent qu’avec de bonnes technologies et de bonnes approches, il est possible de réduire les risques de retard et les ressources matérielles nécessaires pour y arriver.
Toutefois, ceci n’est qu’une partie du problème à résoudre. Il faut faire face à un autre défi significatif : l’accès à la donnée pour alimenter l’algorithme et passer de la théorie à la pratique ; du virtuel au réel. Le contrôle en temps réel de la manutention au sol du fret aérien exige une traçabilité précise des différents véhicules et services en cours. Certaines informations, dont celles liées aux vols, sont disponibles dans les systèmes d’information aéroportuaires. Vu le nombre d’opérateurs et de systèmes d’information, partiellement confidentiel et souvent incompatible entre eux, aucun aéroport ne dispose d’un système d’information complet couvrant toutes les activités. Remédier à cela est devenu une priorité des aéroports.
5G, IoT et IA
Les données ouvrent de nouvelles questions sur le choix des technologies nécessaires. Dans notre recherche et à l’ère de la 5G, notre première approche a été d’utiliser l’Internet des Objets (IoT) en équipant les véhicules de service de capteurs GPS. Cette solution a cependant présenté des limites : perte de signal en intérieur, manque de fiabilité des fixations et autonomie limitée des batteries. La précision de géolocalisation des capteurs s’est également révélée insuffisante, ce qui nous a incités à explorer d’autres technologies.
L’Intelligence artificielle (IA) basée sur la vision par ordinateur est une autre piste que nous explorons depuis. Comme les aéroports sont généralement équipés d’un réseau de caméras, nous avons décidé d’en tirer parti. L’IA va analyser les images en temps réel et reconnaître automatiquement les véhicules en cours d’opération sur le tarmac. Un outil de suivi va ensuite permettre de déterminer à tout moment où en est le service des avions.
L’aéroport de Liège et son jumeau numérique
Ayant maintenant un algorithme prédisant quelle opération devrait être en cours à tout moment et les données réelles indiquant ce qui se passe sur le tarmac, on peut passer à la partie contrôle et gestion. Intervient alors ici un autre concept : le jumeau numérique. L’algorithme peut être vu comme un double numérique de l’aéroport. Ce double virtuel est mis à jour en temps réel grâce à un flux bidirectionnel constant de données avec le monde réel. Le double est alimenté par le réel et le réel reçoit en retour un feedback qu’il peut exploiter. La naissance d’une boucle d’information sans fin.
Cerise sur le gâteau, pour mieux visualiser cette boucle une modélisation en 3D de l’aéroport de Liège a été réalisée. Elle permet, via un casque de réalité virtuelle, de vivre dans la copie digitale comme si elle était la version réelle… mais sans les dangers ! Elle permet de manipuler le temps, de simuler des scénarios ou de former des opérateurs dans des conditions proches de la réalité.
Comme vous le voyez, recevoir votre colis dans les temps est bien plus compliqué qu’il n’y paraît.
Avec la contribution initiale de Arnaud Stiepen, expert en vulgarisation scientifique.
Michaël Schyns a reçu des financements de Interreg EMR (projet Digital Twin Academy).
Jenny Tonka is a Research Fellow of the Fonds de la Recherche Scientifique – FNRS
– ref. Derrière chaque colis livré, une logistique aérienne millimétrée : le cas de l’aéroport de Liège – https://theconversation.com/derriere-chaque-colis-livre-une-logistique-aerienne-millimetree-le-cas-de-laeroport-de-liege-245777