Purpose: This work deals with production planning for a dry machining system, a sustainable manufacturing process that avoids the use of cutting fluids. The objective is to develop an optimal production plan, taking into account the cost and environmental impact of the raw materials, in order to meet random demands over a finite time horizon. Design/methodology/approach: A mathematical model is developed to minimize the expected total cost by integrating several economic and environmental parameters, such as raw material costs, energy consumption, recycling, storage, shortage and CO2 emissions. The model is based on decision variables representing the duration of production periods for two distinct products. A numerical example is considered, and a sensitivity analysis is performed to illustrate the application of the model. Findings: The results obtained show that an increase in the social cost of CO2 encourages more environmentally friendly production. In addition, the optimization of technological choices in terms of materials makes it possible to steer industrial decisions towards more sustainable solutions, reconciling economic performance and reduced environmental impact. Originality/value: The novelty of the research lies in an innovative production planning optimization approach that explicitly considers environmental issues in the context of dry machining.

Le défi actuel des entreprises industrielles, impliquées dans l'amélioration des machines de fabrication mécanique à commande numérique, consiste à intégrer un outil d'aide à la décision de production adapté aux contraintes liées aux processus d'usinage à sec. Cet outil permet de choisir au mieux les paramètres de production et de coupe appropriés pour l'usinage à sec, ce qui a un impact direct sur la productivité, la dégradation du système et la qualité des produits finis. L'étude proposée développe une politique intégrée de production-maintenance qui prend en compte simultanément plusieurs paramètres liés au processus de production et à l'environnement du système de fabrication. En effet, le problème consiste en une machine d'usinage à sec sujette à des pannes aléatoires, qui doit usiner des produits de deux matériaux différents (Aluminium et Acier) tout au long d'un horizon de planification fini. Le but est de développer un plan de production pour satisfaire des demandes aléatoires suivi d'une stratégie de maintenance qui permet de maintenir en bon fonctionnement le système. Le plan de production proposé consiste à minimiser un coût total moyen incluant le coût des matières premières, le coût de stockage, le coût de pénurie ainsi que le coût de l'énergie, tout en respectant un ensemble de contraintes. La capacité de production ainsi que l'impact du type de matière première sur certains paramètres tels que la vitesse de coupe, la vitesse d'avance, la profondeur de passe, le coût de recyclage sont pris en compte dans la détermination du plan de production proposé. La stratégie de maintenance, quant à elle, consiste à minimiser un coût total moyen incluant les coûts de maintenance préventive et les coûts de maintenance corrective en prenant en considération l'impact des paramètres de coupe ainsi que la nature du produit fabriqué sur la dégradation du système. On note que l'originalité de cette thèse consiste en la prise en compte des impacts techniques, économiques et environnementaux, liés aux caractéristiques de la matière première (Aluminium ou Acier), tels que le degré de dégradation du système d'usinage, les coûts de production ainsi que les aspects de recyclage.

Wind turbine gearbox degradation driven by lubricating oil contamination represents one of the most environmentally and economically consequential challenges facing modern wind energy operations. This study proposes a dual-reservoir imperfect preventive maintenance strategy designed to extend gear train service life, reduce the carbon footprint of maintenance operations, and recover renewable energy production losses inherent to conventional intervention practices. The proposed architecture employs two alternating oil reservoirs. While one supplies the active lubrication circuit at full turbine output, the second undergoes filtration, completely decoupling the filtration operation from production continuity. When the concentration of metallic particles resulting from gear wear exceeds a predefined contamination threshold in the lubricating oil, imperfect preventive maintenance (IPM), performed in parallel with an oil change operation, is initiated; this action partially restores the gear train failure rate to an intermediate value between the degraded and as-new states. A mathematical model is derived to jointly optimize the filtration interval TF and the preventive maintenance interval TM, minimizing the average total cost per unit time over a finite operational horizon while explicitly incorporating environmental costs attributable to each filtration cycle. Numerical optimization yields the optimal filtration interval TF and preventive maintenance interval TM that minimize the total average cost per unit time over the operational horizon H. A dedicated environmental performance assessment demonstrates that the proposed strategy substantially recovers lost wind power generation, significantly reduces hazardous lubricating oil waste and lowers total CO₂-equivalent emissions. This confirms the strategy’s meaningful contribution to sustainable wind energy operations. Sensitivity analyses confirm the robustness of the optimal solution across varying operational and economic conditions, providing wind farm operators with an adaptable and environmentally responsible decision-making framework.