​Dans le contexte de crises politiques et climatiques actuelles, la problématique des stocks alimentaires et de leur approvisionnement est de plus en plus importante. Face aux risques de pénuries et fluctuations que peuvent provoquer certains évènements, il est donc important de comprendre les dynamiques cachées des réseaux d'approvisionnement afin de définir les paramètres qui favorisent leur résilience.

Création d'un nouveau modèle pour une analyse dynamique des pénuries

Jusqu'à présent, la plupart des études sur le sujet étaient faites par des économistes qui s'intéressaient aux situations d'équilibres. Les physiciens de l'IPhT souhaitaient donc cette fois-ci faire une analyse dynamique, focalisée sur les situations de transitions (passage d'un état d'équilibre du système vers un état de déséquilibre) afin de comprendre les phénomènes sous-jacents à l'apparition d'une pénurie.

Pour le faire, ils ont conçu un modèle original, constitué de chaînes de réseaux d'entreprises (fictives) et de leurs sous-traitants. Ces réseaux propageaient deux types d'informations : les demandes qui vont des entreprises vers les fournisseurs, et les productions qui vont des fournisseurs vers les entreprises. Ils ont ensuite simulé un entassement des demandes, jusqu'à provoquer des pénuries, ce qui occasionnait des débordements et des blocages. En jouant ainsi sur les différents paramètres (nombre de fournisseurs, capacité de stockage, vitesse de production, etc.) ils ont alors pu analyser les résultats en recourant aux méthodes de la physique statistique.

Optimiser le réseau grâce à une ramification large et des moyens de stockage

L'étude a d'abord permis de mettre en évidence l'importance des stocks, notamment pour les systèmes linéaires (un seul fournisseur par embranchement). En leur absence, les pénuries étaient plus nombreuses et la cadence de l'ensemble de la chaîne était déterminée par la production la plus lente.

Surtout, elle a montré l'importance pour les entreprises de diversifier leurs fournisseurs en répartissant les différents types de productions : plus il y a de ramifications, avec un sous-traitant par élément à produire, plus le système est résilient.

En conclusion, la meilleure stratégie pour les entreprises est de concevoir une chaîne d'approvisionnement large – beaucoup de fournisseurs - et peu profonde – peu d'intermédiaires, avec un assemblement au même endroit - et une capacité de stockage à chaque échelon. Le pire étant un système linéaire sans capacité de stockage.

Cette étude stochastique et dynamique des chaînes d'approvisionnement pourrait à terme aider les industries à bâtir des systèmes d'approvisionnement plus résilients et plus efficaces dans un contexte mondial de plus en plus incertain. Réalisée par le post-doctorant Yannick Feld sous la direction de Marc Barthelemy (CEA-IPhT), elle a été menée dans le cadre d'un partenariat entre l'IPhT et le LSCE et financée par l'institut Cland (qui est piloté par le LSCE).