Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Weijun Wang
Direction : Fouad Bennis
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique, productique, transport
Date : Soutenance en 2013
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en communications et cybernétique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Eduardo de Cursi Souza
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Caro
Rapporteurs / Rapporteuses : Eduardo de Cursi Souza, Xavier Fischer

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette thèse traite d’optimisation multi-objectif et de robustesse et les outils développés sont utilisés pour la conception optimale d’éoliennes. Une nouvelle méthode intégrant la conception robuste et l’optimisation multi-objectif est décrite dans ce mémoire de thèse. De nouveaux indices de robustesse sont également proposés pour tenir compte à la fois de la sensibilité des performances des biens conçus aux petites et aux larges variations dans leurs variables et paramètres de conception. Dans un premier temps, une revue de littérature situe le sujet de thèse de doctorat par rapport aux travaux existants sur l’optimisation multi-objectif et la conception robuste. Afin de faire le lien entre les thèmes précédents, nous proposons une nouvelle méthode pour traiter de problèmes d’optimisation multi-objectif robuste. La méthode proposée permet au concepteur d’obtenir une solution optimale et robuste tout en préservant le front de Pareto initial. Un nouvel indice est ensuite introduit pour caractériser la robustesse d’une solution vis-à-vis de larges variations dans ses paramètres de conceptions environnementaux. Une nouvelle procédure pour l’optimisation multi-objectif robuste tenant compte des faibles et larges variations dans les variables et paramètres de conception est ensuite décrite. Deux nouveaux indices de robustesse sont proposés pour la résolution de ce type de problème. Ces deux indices de robustesse caractérisent les deux dimensions de l’espace des fonctions associées à la robustesse du bien conçu. Ainsi, chaque solution Pareto optimale peut être localisée dans cet espace pour permettre au concepteur de sélectionner la solution optimale du problème du problème d’optimisation multi-objectif robuste sous-jacent. Nous nous sommes concentrés sur la conception optimale et robuste d’éoliennes afin de formuler des cas d’étude pertinents pour la mise en évidence des contributions précédentes. A cet effet, un modèle de comportement d’éoliennes basé sur la théorie de quantité de mouvement de l’élément de pale est présenté. Une comparaison de différentes méthodes pour améliorer la capacité de capture de puissance d’éoliennes est présentée et un nouveau concept de pale déformable est présenté. En conséquence, plusieurs problèmes de conception d’éoliennes mono-objectif et multi-objectif sont formulés et résolus en utilisant les techniques développées dans cette thèse.