Méthode d'optimisation et d'aide à la décision en conception mécanique : application à une structure aéronautique

par Arnaud Collignan

Thèse de doctorat en Mécanique et ingénierie

Sous la direction de Patrick Sebastian et de Jérôme Pailhes.

Le président du jury était Bernard Yannou.

Le jury était composé de Wahbi Jomaa, Jean-Pierre Nadeau, François Ribour.

Les rapporteurs étaient Pierre-Alain Yvars, Jean Bigeon.


  • Résumé

    En conception de produits, l’étape de conception dite architecturale doit aboutir à une solution décrivant les caractéristiques du produit, telles que les dimensions ou le choix de composants. Parmi les nombreuses solutions potentielles, il est nécessaire d’effectuer un choix et de pouvoir le justifier de manière rigoureuse. Ce choix doit en outre intégrer l’éventuelle présence d’une solution de référence, pouvant par exemple être issue de projets antérieurs, ou d’études préliminaires.Dans ce but, nos travaux présentent une méthode d’aide à la décision en vue de sélectionner une solution de conception ; nous la nommons méthode OIA (Observation-Interprétation-Agrégation). Cette méthode emploie deux types de modèle, l’un pour formaliser le comportement objectif du produit (Observation), l’autre pour les préférences subjectives du concepteur (Interprétation). Dans ces préférences, nous incluons le comportement attendu du produit, la satisfaction du concepteur ainsi que les compromis intrinsèquement réalisés lors du processus de conception. Ces compromis sont réalisés au travers de stratégies de conception et de logiques de pondérations (Agrégation). La méthode OIA est employée une première fois pour qualifier les solutions de conception en termes de performance. Cette méthode est ensuite appliquée une seconde fois afin de qualifier la solution par rapport à la solution de référence, en termes de confiance accordée par le concepteur. Nous introduisons la notion d’arc-élasticité en conception comme un indicateur de compromis entre performance et confiance pour une solution de conception.Plusieurs algorithmes stochastiques d’optimisation sont comparés comme méthodes de recherche de solutions candidates pertinentes. Nous les détaillons, les comparons et proposons une méthode de sélection multicritère afin d’identifier l’algorithme le plus pertinent.Notre travail est appliqué au dimensionnement d’une jonction rivetée dans un contexte aéronautique industriel.

  • Titre traduit

    Optimization and decision support methodology in mechanical design : application to a structure in aeronautics


  • Résumé

    In product design, the design phase called "embodiment design" results to define solutions describing main product characteristics, such as dimensions or standard components. Among numerous candidate solutions, it is necessary to select and to rigorously justify the selection. This choice must often take into account preexisting reference solutions, coming from previous projects or preliminary studies.In this context, our works propose a decision support method aiming to select a design solution; it is called OIA method (Observation-Interpretation-Aggregation). This approach uses two types of model, the first one concerns the objective behavior of the product (Observation), the second one concerns the designer's subjective preferences (Interpretation). In these preference several indicators are introduced: expected product behaviors, designer's satisfactions and usual compromises realized through design activity. These compromises are achieved through design strategies and weighting approaches (Aggregation). The OIA method is first used to qualify design solutions though the performance indicator. This method is then used to qualify design solutions related to the reference one, through the confidence indicator. The arc-elasticity is finally introduced as a compromise indicator between performance and confidence.Several stochastic optimization algorithms are compared to compute optimal solutions. Theses algorithms are investigated and compared using three criteria, and a multicriteria selection method is proposed to identify the most suitable one.This work is applied to the dimensioning of a riveted junction in an industrial context.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque électronique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.