Contributions théoriques et pratiques à l'ordonnancement d'observations d'objets célestes

Theoretical and practical contributions to star observation scheduling problems

• Auteur / Autrice : Florian Fontan
• Direction : Nadia Brauner, Pierre Lemaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et informatique
• Date : Soutenance le 21/11/2019
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences pour la conception, l'optimisation et la production (Grenoble, Isère, France)
• Jury : Président / Présidente : Christian Artigues
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nadia Brauner, Pierre Lemaire, Anne-Marie Lagrange
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Safia Kedad Sidhoum, Christophe Rapine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Problème de la mise en boîtes

Astrophysique

Ordonnancement (informatique)

Mots clés libres

Ordonnancement

Optimisation

Astrophysique

Packing

Scheduling

Optimization

Astrophysics

Packing

Résumé

Il existe peu de grands téléscopes et le temps d'observation est une ressource précieuse sujette à une forte pression de la part d'une communauté concurrentielle. En outre, un nombre croissant de projets astronomiques nécessitent l'observation d'un grand nombre d'objets célestes pendant des runs discontinus répartis sur plusieurs mois ou années. Cette thèse est le fruit d'une collaboration entre des chercheurs en recherche opérationnelle du laboration G-SCOP et des astrophysiciens de l'unité de recherche IPAG. Son but était d'optimiser l'ordonnancement d'observations d'étoiles sur les téléscopes, en particulier, sur le Très Grand Télescope. Le premier chapitre contient une étude théorique de la complexité de plusieurs variantes de problèmes d'ordonnancement de maximization de profits dépendants du temps d'exécution. Ces problèmes apparaissent entre autres comme sous-problèmes du problème réel d'ordonnancement d'observations d'étoiles étudié dans le deuxième chapitre, pour lequel nous avons développé une recherche locale à voisinage large rapide et efficace. Le troisième chapitre ne concerne pas le problème d'ordonnancement d'observations d'étoiles. Il décrit l'algorithme de recherche arborescente que nous avons développé pour le problème de découpe de verre posé par l'entreprise Saint-Gobain pour le challenge ROADEF/EURO 2018.

Large telescopes are few and observing time is a precious resource subject to a strong pressure from a competitive community. Besides, a growing number of astronomical projects require surveying a large number of targets during discontinuous runs spread over few months or years. This thesis is the result of a collaboration between operations researchers from G-SCOP laboratory and astrophysicists from IPAG research unit. Its goal was to optimize the schedule of star observations on telescopes, in particular, on the Very Large Telescope. The first chapter contains a theoretical study of the complexity of several variants of processing time dependent profit maximization scheduling problems. Those problems appear inter alia as sub-problem of the real life star observation scheduling problem studied in the second chapter, for which we developed a fast and efficient Large Neighborhood Search algorithm. The third chapter is not related to the star observation scheduling problem. It describes the Tree Search based algorithm we developed for the glass cutting problem raised by the company Saint-Gobain for the ROADEF/EURO challenge 2018.