Équipements et optimisation des opérations en entrepôt

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Accessibilité, adressage des emplacements, choix du lieu de stockage de chaque article, palettes et conteneurs, chariots élévateurs, rayonnages à palettes, stockage drive-in et calcul de la capacité d’un entrepôt.

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Introduction

Pour optimiser le fonctionnement d’un entrepôt, trois aspects doivent être examinés attentivement :

  • L’accessibilité.
  • Les équipements de manutention et de stockage.
  • Les emballages et la constitution des unités de charge.

Le cours précédent présentait l’entrepôt comme un maillon du réseau logistique (types de centres de distribution, cross-docking, préparation des commandes, localisation). Celui-ci entre dans le bâtiment : comment disposer les marchandises, et avec quels équipements les déplacer et les stocker.

Accessibilité

L’accessibilité désigne la possibilité d’atteindre le produit recherché le plus vite possible, au moindre coût et avec un minimum de travail. Elle repose sur deux éléments.

Le premier est un système d’adressage bien conçu, qui indique où se trouve chaque produit. Le système le plus courant attribue trois coordonnées à chaque emplacement : l’allée, la travée ou colonne (la position le long de l’allée) et le niveau (la hauteur). Une quatrième indication précise parfois la position au sein du niveau.

Chaque emplacement du rayonnage à palettes possède une adresse : allée, travée et niveau
Chaque emplacement du rayonnage à palettes possède une adresse : allée, travée et niveau

Le second est l’implantation : la façon dont les marchandises sont disposées. Une bonne implantation permet de prélever un produit sans en déplacer d’autres. Une aire de stockage desservie par un pont roulant offre, par exemple, une grande souplesse : des produits identiques, comme des bobines d’acier, peuvent être empilés puis saisis par le dessus. Aucune allée de circulation n’est nécessaire, puisque l’accès se fait à la verticale.

La vidéo ci-dessus, tirée d’un reportage sur les entrepôts de café du sud du Minas, montre à quel point la disposition des lots facilite ou complique l’accès aux produits.

Comment choisir l’emplacement de chaque produit

Les méthodes de stockage doivent respecter les recommandations du fabricant (température, protection contre les intempéries, hauteur maximale d’empilement) et tenir compte des critères suivants :

  • Volume et poids. Les produits volumineux ou très lourds sont placés près de la sortie et, de préférence, au niveau du sol, afin de limiter les déplacements et les risques.
  • Fréquence des mouvements. Les produits souvent prélevés sont placés près de la zone d’expédition. C’est la logique de la classification ABC, appliquée au nombre de prélèvements plutôt qu’à la valeur (voir le cours sur les classifications ABC et XYZ).
  • Valeur. Les produits coûteux sont stockés dans une zone sous contrôle afin de prévenir les pertes, les dommages et les vols.
  • Conditionnement et emballage. La forme de l’emballage détermine le choix des équipements et des structures de stockage.
  • Mode de livraison. Un produit livré en unités standard (cartons, palettes) coûte peu à manutentionner ; livré en vrac ou en petites quantités, il demande davantage de main-d’œuvre et pèse sur la productivité.

Un indicateur chiffré : l’espace occupé par prélèvement

Lorsque deux critères entrent en concurrence — un produit occupe beaucoup d’espace, mais il est souvent prélevé —, un indicateur simple aide à déterminer lequel placer le plus près de l’expédition : on divise l’espace occupé par le nombre de prélèvements sur une période donnée. Cet indicateur est appelé cube-per-order index (COI). Plus il est faible, plus le produit doit être proche de la sortie : il génère beaucoup de mouvements par unité d’espace occupée.

ProduitEmplacements occupésPrélèvements par jourIndice (emplacements ÷ prélèvements)Rang
P1402000,203º
P2101500,071º (le plus près)
P330301,004º (le plus loin)
P45500,102º

P1 est le produit le plus prélevé, mais il n’arrive pas en tête : il occupe tant d’espace que le placer entièrement près du quai éloignerait P2 et P4, qui totalisent 200 prélèvements pour seulement 15 emplacements.

D’après l’indice espace ÷ prélèvements, lequel de ces produits doit être placé le plus près de l’expédition ? Produit X : 20 emplacements et 40 prélèvements/jour. Produit Y : 6 emplacements et 30 prélèvements/jour. Produit Z : 50 emplacements et 100 prélèvements/jour. Produit W : 12 emplacements et 12 prélèvements/jour.

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Réponse : produit Y — les indices sont X = 0,5 ; Y = 0,2 ; Z = 0,5 ; W = 1,0. Celui de Y est le plus faible. Le produit Z est le plus prélevé, mais il occupe tant d’espace que son indice est égal à celui de X.

Constitution des unités de charge

Un entrepôt où les marchandises circulent rapidement a besoin de charges unitisées : les produits sont reçus, stockés et expédiés en unités standard, comme les palettes, plutôt que colis par colis. Cette organisation permet :

  • de réduire les besoins en main-d’œuvre ;
  • d’accélérer la manutention ;
  • de mieux utiliser les équipements ;
  • de mieux exploiter le volume disponible, car les charges standardisées s’empilent et s’adaptent aux structures de stockage.

Palettes

Les palettes sont des supports en bois, en plastique, en métal ou en carton sur lesquels les marchandises sont disposées. Au Brésil, le modèle le plus répandu est la palette PBR, de 1,00 × 1,20 m, définie par l’Associação Brasileira de Supermercados (Abras) pour standardiser la chaîne d’approvisionnement du commerce de détail. Il en existe plusieurs types :

  • À usage unique (en bois de faible qualité ou en carton) : elle accompagne la marchandise et n’est pas retournée.
  • Réutilisable : plus résistante, elle circule entre le fournisseur et le client, ce qui impose de suivre les retours.
  • À deux entrées ou à quatre entrées : selon le nombre de côtés par lesquels les fourches d’un chariot élévateur ou d’un transpalette peuvent s’engager.
  • À simple face ou à double face : selon qu’une seule face ou les deux offrent une plateforme pour la charge.

Avantages de la palettisation :

  • Une plus forte densité de stockage et une meilleure utilisation de la hauteur.
  • La standardisation et l’automatisation de la réception et de l’approvisionnement.
  • Des coûts de manutention réduits et des opérations de chargement et de déchargement plus rapides.

Inconvénients :

  • Une efficacité limitée pour les produits à faible rotation ou prélevés en très petites quantités.
  • La dépendance à des équipements (chariot élévateur, transpalette).
  • Le coût des palettes elles-mêmes, de leur réparation et du suivi des palettes vides à retourner.

Conteneurs

Le conteneur est une caisse métallique standardisée, généralement longue de 20 ou 40 pieds (environ 6 et 12 mètres). Il peut être destiné aux marchandises sèches, réfrigéré ou adapté aux liquides et aux gaz. Son atout est de passer d’un mode de transport à un autre (navire, train, camion) sans manipulation de la cargaison : c’est le fondement de l’intermodalité, abordée dans le cours sur l’intermodalité et la multimodalité. La capacité des ports et des navires se mesure en TEU (unité équivalant à un conteneur de 20 pieds) ; un conteneur de 40 pieds compte pour 2 TEU.

Équipements de manutention

Le choix des équipements de manutention et de stockage est étroitement lié : la largeur d’une allée de rayonnages à palettes doit permettre au chariot élévateur de manœuvrer, et la hauteur des rayonnages ne peut dépasser sa portée. Ces équipements sont donc choisis ensemble, en fonction des produits, des emballages et des flux dans l’entrepôt. La manutention vise à :

  • réduire les coûts ;
  • accroître la productivité ;
  • augmenter la capacité de stockage de l’entrepôt ;
  • améliorer la sécurité et l’ergonomie en réduisant les accidents et la fatigue ;
  • fluidifier les opérations entre la réception, le stockage et l’expédition.

Les principaux équipements :

ÉquipementUtilisation
Transpalette (manuel ou électrique)Déplace des palettes au sol, sur de courtes distances et selon des trajets variables. Ne permet pas de les placer sur des rayonnages.
Chariot élévateur (électrique, à gaz, diesel)Déplace et soulève des palettes. Les modèles électriques prédominent en intérieur ; il existe des modèles à mât rétractable et tridirectionnels pour les allées étroites.
Tracteur de remorquage (tracteur industriel)Tracte des trains de chariots sur des parcours horizontaux, par exemple pour approvisionner les chaînes de montage.
Convoyeur à bande ou à rouleauxDéplace des colis sur un trajet fixe et continu ; il est au cœur des systèmes de tri automatisé.
Pont roulant et grueDéplacent des charges lourdes par le haut, dans les aires de stockage et les bâtiments industriels.
MonorailRail aérien sur lequel des chariots ou des palans suivent un trajet prédéfini.
Véhicule à guidage automatique (AGV) et robot mobile autonome (AMR)Transportent des charges sans opérateur. L’AGV suit un parcours balisé ; l’AMR se déplace de façon autonome à partir du plan de l’entrepôt.

La conduite d’un chariot élévateur ou d’un autre équipement motorisé exige une formation spécifique et une identification, conformément à la NR-11 (transport, manutention, stockage et manipulation des matériaux).

Structures de stockage

Ces structures, appelées « armações » dans la source, sont généralement en acier, modulaires et démontables. Elles peuvent être agrandies selon les besoins. Les plus courantes sont :

  • Rayonnage à palettes sélectif : chaque palette est directement accessible, sans en déplacer une autre. Il offre une accessibilité maximale, mais les allées occupent beaucoup d’espace.
  • Drive-in : le chariot élévateur pénètre dans la structure et les palettes sont stockées en profondeur. La densité est élevée, mais l’accès aux palettes est limité : la dernière entrée est la première sortie. Ce système convient à de nombreuses palettes d’un même produit.
  • Rayonnage dynamique (par gravité) : les palettes ou les cartons glissent sur des rouleaux inclinés. Ils entrent d’un côté et sortent de l’autre, dans leur ordre d’arrivée. Ce système convient particulièrement aux produits soumis à une date limite.
  • Push-back : les palettes reposent sur des chariots et sont poussées vers l’arrière. Le stockage est dense, avec chargement et déchargement du même côté.
  • Cantilever : ses bras en porte-à-faux accueillent les charges longues (tubes, barres, profilés).
  • Rayonnages et étagères légers : ils accueillent les cartons et les articles à l’unité, notamment dans la zone de préparation des commandes.
  • Mezzanine : un niveau intermédiaire qui double la surface utile en exploitant la hauteur du bâtiment.
  • Entrepôt automatisé (AS/RS) : des transstockeurs circulent dans des allées hautes et étroites pour stocker et prélever les palettes sans opérateur.

La vidéo ci-dessus présente le Pallet Shuttle, un système de stockage haute densité dans lequel une navette motorisée achemine les palettes au fond des couloirs de la structure.

Calculer le nombre d’emplacements

Voici un calcul simple de capacité : une allée de rayonnages à palettes comportant 20 travées de chaque côté, avec 3 emplacements de palette par niveau et 5 niveaux (le sol plus quatre niveaux), offre 20 × 2 × 3 × 5 = 600 emplacements. La hauteur change beaucoup la donne : avec 6 niveaux au lieu de 5, la même surface au sol accueillerait 720 emplacements, soit 20% de plus, à condition que le chariot élévateur puisse les atteindre, que le sol supporte la charge et que la hauteur sous plafond le permette. C’est ce qu’on appelle exploiter le volume disponible.

Une allée de rayonnages à palettes comporte 15 travées de chaque côté, avec 2 emplacements par niveau et 4 niveaux. Combien d’emplacements de palette offre-t-elle ?

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Réponse : 240 — 15 travées × 2 côtés × 2 emplacements × 4 niveaux = 240. L’erreur la plus courante consiste à oublier que l’allée est équipée des deux côtés, ce qui conduit à 120.

Une entreprise stocke 400 palettes d’un même soda, à forte rotation et sans suivi des lots. Elle veut stocker le plus de palettes possible par mètre carré. Quelle structure convient le mieux ?

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Réponse : Drive-in — avec de nombreuses palettes d’un même produit, l’accès individuel n’est pas nécessaire, et le drive-in privilégie la densité plutôt que l’accès direct. Le rayonnage à palettes sélectif donne accès à chaque palette, mais exige davantage d’espace pour les allées ; le cantilever est destiné aux charges longues.

Étude de cas

La vidéo ci-dessus, réalisée par Mecalux, présente un entrepôt qui gère de nombreuses références différentes. En la regardant, essayez de repérer l’organisation des adresses, les structures et les équipements utilisés, l’emplacement des produits à forte rotation et les opérations automatisées.

À retenir

  • L’accessibilité dépend de l’adressage (allée, travée, niveau) et de l’implantation.
  • Les produits lourds, volumineux et à forte rotation sont placés près de la sortie ; l’indice espace ÷ prélèvements aide à arbitrer entre ces critères.
  • Les charges unitisées (palette PBR de 1,00 × 1,20 m, conteneur de 20 ou 40 pieds) réduisent les manutentions et permettent de mieux exploiter le volume disponible.
  • Les équipements de manutention et les structures de stockage se choisissent ensemble : accès direct (rayonnage à palettes) ou densité (drive-in, push-back, rayonnage dynamique).
  • Capacité = travées × côtés × emplacements par niveau × niveaux.

Exercices

Faciles

1) Une allée de rayonnages à palettes comporte 25 travées de chaque côté, avec 3 emplacements de palette par niveau et 6 niveaux. Combien d’emplacements offre-t-elle ?

2) Le produit K occupe 8 emplacements et fait l’objet de 40 prélèvements par jour ; le produit L occupe 12 emplacements et fait l’objet de 30 prélèvements par jour. D’après l’indice espace ÷ prélèvements, lequel doit être placé le plus près de l’expédition ?

3) Un navire transporte 300 conteneurs de 40 pieds et 200 de 20 pieds. À combien de TEU cela correspond-il ?

4) Indiquez la structure de stockage la mieux adaptée à chaque cas :
a) des tubes d’acier de 6 mètres ;
b) des cartons de yaourts qui doivent sortir dans leur ordre d’arrivée ;
c) de petites pièces de rechange prélevées une par une.

5) Quelle est la différence entre un transpalette et un chariot élévateur ? Lequel permet de placer une palette au troisième niveau d’un rayonnage à palettes ?

Difficiles

6) Classez les produits ci-dessous du plus proche au plus éloigné de la zone d’expédition à l’aide de l’indice espace ÷ prélèvements, puis commentez la place du produit le plus prélevé.

ProduitEmplacements occupésPrélèvements par jour
A60120
B1296
C2424
D840
E30200

7) Un bâtiment comprend 4 allées de rayonnages à palettes sélectifs, chacune avec 20 travées de chaque côté et 3 emplacements par niveau.
a) Combien d’emplacements y a-t-il avec 5 niveaux ?
b) Et avec 6 niveaux ?
c) L’entreprise doit stocker 3.000 palettes. Combien de niveaux lui faudrait-il en conservant les 4 allées ? Que doit-elle vérifier avant d’augmenter la hauteur des rayonnages ?

8) Des cartons de 40 × 30 × 25 cm (longueur × largeur × hauteur) sont empilés sur des palettes PBR (1,00 × 1,20 m), sans dépasser des bords. La hauteur de chargement ne doit pas excéder 1,00 m au-dessus de la palette.
a) Combien de cartons peut-on placer par couche dans chacune des deux orientations, si tous les cartons sont disposés dans le même sens ?
b) Combien de cartons peut-on placer par palette ?
c) Combien de palettes faut-il pour une commande de 7.200 cartons ? Quelle fraction d’une allée de 600 emplacements cela représente-t-il ?

9) Un CD doit recevoir quatre types de marchandises. Pour chacun, choisissez entre un rayonnage à palettes sélectif, un stockage drive-in, un rayonnage dynamique, un cantilever et un rayonnage léger, puis justifiez votre choix :
a) 400 palettes d’une seule référence de boisson gazeuse, sans suivi des lots ;
b) du lait UHT, avec de nombreuses palettes par produit et des sorties selon les dates de péremption ;
c) 2.000 références de pharmacie différentes, vendues à l’unité ;
d) 300 références différentes, avec 2 à 4 palettes chacune, expédiées par palettes complètes.

Corrigé

1) 25 modules × 2 côtés × 3 emplacements × 6 niveaux = 900 emplacements.

2) K : 8 ÷ 40 = 0,20. L : 12 ÷ 30 = 0,40. K a l’indice le plus faible : il doit être placé plus près.

3) 300 × 2 + 200 × 1 = 600 + 200 = 800 TEU.

4) a) Cantilever, conçu pour les charges longues.
b) Rayonnage dynamique (par gravité) : les marchandises entrent d’un côté et sortent de l’autre, dans leur ordre d’arrivée.
c) Rayonnage léger ou étagères légères, typiques d’une zone de préparation de commandes.

5) Le transpalette déplace les palettes au sol sur de courtes distances, mais ne peut pas les hisser sur des rayonnages ; le chariot élévateur peut les déplacer et les lever. Pour atteindre le troisième niveau, seul le chariot élévateur convient.

6) Indices : A = 60 ÷ 120 = 0,50 ; B = 12 ÷ 96 = 0,125 ; C = 24 ÷ 24 = 1,00 ; D = 8 ÷ 40 = 0,20 ; E = 30 ÷ 200 = 0,15.
Classement : B (0,125), E (0,15), D (0,20), A (0,50), C (1,00).
E est la référence qui sort le plus (200 prélèvements), mais n’arrive qu’en deuxième position : elle occupe 30 emplacements, alors que B génère presque autant de déplacements par emplacement occupé (8 contre 6,7 pour E) en prenant beaucoup moins de place.

7) a) Par allée : 20 × 2 × 3 × 5 = 600 ; pour quatre allées : 4 × 600 = 2.400 emplacements.
b) 4 × 20 × 2 × 3 × 6 = 2.880 emplacements.
c) Chaque niveau ajoute 4 × 20 × 2 × 3 = 480 emplacements. 3.000 ÷ 480 = 6,25 : il faut donc 7 niveaux (soit 3.360 emplacements). Il faut d’abord vérifier que le chariot élévateur atteint le dernier niveau, que le sol supporte la charge, que la hauteur sous plafond est suffisante (avec un dégagement pour les sprinklers et l’éclairage) et que la structure est dimensionnée pour cette hauteur.

8) a) Première orientation : 40 cm dans le sens des 1,20 m et 30 cm dans le sens des 1,00 m : 120 ÷ 40 = 3 et 100 ÷ 30 = 3,33, soit 3 ; 3 × 3 = 9 cartons. Deuxième orientation : 30 cm dans le sens des 1,20 m et 40 cm dans le sens des 1,00 m : 120 ÷ 30 = 4 et 100 ÷ 40 = 2,5, soit 2 ; 4 × 2 = 8 cartons. La meilleure disposition permet de placer 9 cartons par couche.
b) Nombre de couches : 100 ÷ 25 = 4. Nombre de cartons par palette : 9 × 4 = 36.
c) 7.200 ÷ 36 = 200 palettes ; 200 ÷ 600 = 1/3 de l’allée.

9) a) Drive-in : avec de nombreuses palettes d’une seule référence, l’accès individuel n’est pas nécessaire et le drive-in offre la plus forte densité de stockage.
b) Rayonnage dynamique : il associe une forte densité à des sorties dans l’ordre d’arrivée, ce qui convient aux produits soumis à une date de péremption (en drive-in, la dernière palette entrée sortirait la première).
c) Rayonnage léger : pour des articles stockés séparément et prélevés à l’unité.
d) Rayonnage à palettes sélectif : de nombreuses références avec peu de palettes chacune nécessitent un accès direct à chaque palette.

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