Optimisation des systèmes mécaniques : couplage de méthodes déterministes et évolutionnaires par les problèmes en variables mixtes

Optimization of mechanical systems : coupling of deterministic and evolutionary methods for the problems with mixed varoiables

• Auteur / Autrice : Laurence Giraud-Moreau
• Direction : Pascal Lafon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences mécaniques pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes (mécanique)

Optimisation mathématique

Algorithmes génétiques

Conception et construction

Mécanique

Résumé

En conception mecanique, l'analyse du processus de conception permet d'exprimer une solution technologique non dimensionnee sous forme d'un probleme d'optimisation appele probleme de conception optimale. Ces problemes sont non-lineaires, fortement contraints, en variables mixtes (continues, entieres, discretes). Ils contiennent generalement des parametres discrets normalises, dependant des variables discretes, qui empechent de traiter ces variables comme des variables continues. Ce travail est consacre a la recherche de methodes de resolution permettant de traiter les problemes de conception optimale. Compte tenu des difficultes de ces problemes, nous nous sommes orientes vers des algorithmes evolutionnaires : l'algorithme genetique et la strategie evolutionnaire. Ceux-ci necessitant le choix d'operateurs genetiques, nous avons recherche les meilleurs operateurs de chaque algorithme pour la classe des problemes de conception optimale. La strategie evolutionnaire est apparue ici plus performante que l'algorithme genetique. Ces deux methodes ont permis de resoudre des problemes difficiles de conception optimale mais avec un nombre eleve d'evaluations. Afin de diminuer ce cout, nous avons couple la strategie evolutionnaire avec des methodes deterministes. Nous avons presente un premier couplage en serie, base sur l'utilisation sequentielle de la strategie evolutionnaire et de la methode du lagrangien augmente, puis un deuxieme couplage, utilisant en parallele des principes evolutionnaires pour l'evolution des variables discretes et des principes deterministes pour l'evolution des variables continues. Ce dernier s'est montre plus performant que la strategie evolutionnaire, en particulier lorsque les fonctions du probleme de conception optimale sont monotones. Pour la classe des problemes de conception optimale, la strategie evolutionnaire et le couplage parallele sont donc deux outils robustes. Le concepteur choisira l'un ou l'autre en fonction du probleme a traiter.