Étude d'un problème d'optimisation en aéroélasticité avec incertitudes

• Main Author: Arnaud, Rémi
• Language: fra
• Published: Ecole Centrale Paris 2014
• Subjects: [PHYS:MECA:STRU] Physics/Mechanics/Mechanics of the structures; [PHYS:MECA:STRU] Physique/Mécanique/Mécanique des structures; [SPI:MECA:STRU] Engineering Sciences/Mechanics/Mechanics of the structures; [SPI:MECA:STRU] Sciences de l'ingénieur/Mécanique/Mécanique des structures; Optimisation; Aéroélasticité; Incertitudes; Contraintes probabilistes; Recuit simulé stochastique; Arrow-Hurwicz stochastique
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985049; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/98/50/49/PDF/these.pdf

La recherche en optimisation est un secteur crucial pour les constructeurs aéronautiques. La performance des appareils est un élément déterminant dans la compétition commerciale qui oppose les principaux manufacturiers du marché. L'incorporation de plus en plus massive des matériaux composites dans les avions de ligne dans les années 2000 illustre le désir des constructeurs de réduire la masse de leurs appareils pour en diminuer la consommation de kérozène. Parallèlement, la sécurité est devenue au fil des années une préoccupation majeure pour l'ensemble des acteurs. Cependant, l'emploi massif de matériaux composites, dont les propriétés physiques sont très intéressantes pour les constructeurs mais qui sont conçus avec une marge de tolérance pour des raisons de coût, induit des variations indésirables dans la structure, des incertitudes. Outre ces matériaux, d'autres éléments non prévisibles sont susceptibles de perturber la structure de l'appareil. Le modèle d'un avion en avant-projet est toujours amené à évoluer pour répondre aux évolutions des exigences du constructeur, mais des études de faisabilité doivent être menées avant que la structure ne soit totalement définie, afin de s'assurer de la viabilité du modèle. Des éléments non pris en compte dans la structure, comme les câbles, peuvent également avoir une influence non négligeable sur le comportement global de l'appareil. Ces incertitudes ont un impact non négligeable sur la stabilité de la structure en vol. Des études ont commencé à incorporer cet aspect incertain dans les processus d'optimisation, mais généralement en adaptant les algorithmes existants et sans exploiter la nature incertaine des problèmes. Afin de tenir compte de l'aspect incertain, on se propose de représenter ces incertitudes par des variables aléatoires et d'exploiter des outils théoriques développés dans d'autres domaines, notamment les outils des mathématiques financières.