Métaheuristiques et paysages de recherche

Metaheuristics and search landscapes

• Auteur / Autrice : Mériéma Belaïdouni
• Direction : Jin-Kao Hao
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'enseignement et de recherche en Informatique (Angers) - Laboratoire de génie informatique et d'ingénierie de production (Nîmes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation heuristique

Optimisation combinatoire

Mots clés libres

Paysages de recherche

Problème de satisfaction maximale de contraintes (MAX-CSP)

Problème de satisfiabilité SAT

Comportements de la recherche locale

évaluation de performance

Résumé

Les métaheuristiques sont une classe de méthodes qui fournissent des solutions de bonne qualité en temps raisonnable à des problèmes combinatoires réputés difficiles. Il existe de nombreux travaux d'application de ces méthodes mais très peu d'études s'intéressent à leur aspect fondamental. Ainsi la dynamique et le comportement des métaheuristiques restent méconnus. Cette thèse est dédiée à l'étude de quelques questions fondamentales sur les métaheuristiques. Nous avons adopté une méthodologie en trois axes : 1) l'étude des propriétés et mesures des problèmes combinatoires, 2) l'étude des comportements des métaheuristiques, 3) la mise en relation des mesures des problèmes et des comportements de métaheuristiques. Pour valider cette approche nous l'avons appliquée à deux problèmes NP-complets : MAX-CSP et SAT. Nous avons développé pour le premier axe un état de l'art qui réunit un grand nombre de mesures existantes, puis nous avons classé ces mesures. Nous avons ensuite appliqué et analysé les mesures densité d'état (DOS), distance dans un niveau (DDN), distance entre niveaux (DEN), autocorrélation et densité des coûts du processus (DCP). Concernant le deuxième axe nous avons développé la notion de performance qui fait partie des comportements d'une métaheuristique et nous avons proposé un nouveau critère d'évaluation de la performance basé sur la mesure DCP. Enfin, nous avons dans le troisième axe mis en évidence des relations entre comportements et mesures en analysant les conséquences sur les métaheuristiques, des mesures que nous avons étudiées. Ces mises en relation nous permettent de prévoir ou d'expliquer le comportement et la dynamique des métaheuristiques.

Metaheuristics are a class of methods which are able to provide solutions of good quality in a reasonnable amount of time for difficult combinatorial problems. There exist a large number of applications of these methods but only few studies concern their fondamental aspects. This thesis is devoted to study some fondamental issues of metaheuristics. Three tightly related axis are explored : 1)the study of problems properties and measures, 2)the study of dynamics of metaheuristics, 3)the establishment of the relations between measures of problems and dynamics of metaheuristics. To validate this approach we have apllied it to two NP-complete problems : MAX-CSP and SAT.