Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Conception Multicritère“

L’intégration des contraintes est indissociable de l’optimisation multicritère. Pourtant, elle est rarement étudiée en conception architecturale computationnelle et performancielle. En combinant les processus évolutionnaires avec d’autres techniques génératives comme les processus à base de règles, l’auto-organisation ou les automates cellulaires, il est possible d’intégrer efficacement des contraintes dans des problèmes d’optimisation multicritère en utilisant la méthode des fonctions de réparation. Dans cet article, nous expérimentons ces techniques sur quatre cas d’étude issus de la pratique professionnelle et dérivons des lignes directrices pour le développement d’un solveur d’optimisation adapté à la réparation.

Il existe différentes méthodes génératives qui permettent une conception performancielle. Les algorithmes génétiques apparaissent comme la solution la plus populaire dans la littérature scientifique. Néanmoins, en pratique, les problèmes rencontrés nécessitent souvent une intégration de contraintes strictes que d’autres techniques génératives fonctionnant avec des règles, comme les automates cellulaires, sont plus aptes à intégrer. Dans cette étude, nous comparons l’efficacité de ces deux techniques appliquées à un même cas d’étude issu de la pratique professionnelle. Il s’agit de la conception d’une enveloppe pour une tour de bureaux à Madagascar qui intègre à la fois le confort thermique et la qualité de vue. Il ressort de cette expérience que l’approche la plus efficace est une méthode hybride qui utilise à la fois un automate cellulaire pour intégrer les contraintes, et un algorithme génétique conduisant l’optimisation multicritère.

[fr] La présente étude a pour objectif d’identifier et d’évaluer les zones potentielles de recharge des aquifères du Sud-Est de la Nawa par le couplage de l’analyse multicritère au radiocarbone en contexte de variabilité climatique. Elle est basée sur la combinaison d’informations spatiales relatives à différents paramètres (climat, topographie, sol, végétation, géologie, etc.) susceptibles d’influencer diversement la recharge. D’abord, la quantité d’eau infiltrée pour recharger les aquifères est estimée à partir du bilan hydrologique après caractérisation de la variabilité climatique à Soubré. Ensuite, les zones de recharge des aquifères fracturés sont cartographiées par analyse multicritère. Enfin, ces zones sont validées à partir des activités en carbone 14. De 1951 à 2017, le déficit pluviométrique de part et d’autre de la rupture de 1970 est de 14%. Deux périodes humides (1951-1970 et 1993-2017), intercalée d’une période sèche (1971-1992) caractérisent la zone d’étude. La lame d’eau estimée pour recharger les aquifères est de 243 mm de 1951 à 2017. La modélisation des paramètres climatique, topographique, pédologique, géologique, de la végétation, a permis d’élaborer des cartes thématiques bien structurées. Le croisement de celles-ci dans un SIG a facilité la conception de la carte des zones de recharge du Sud-Est de la Nawa. Cette carte met en évidence quatre zones d’aptitude à la recharge, validées par des activités en carbone 14. Les zones de recharge très forte (40%) et forte (35%) se localisent au Sud-Est et s’étendent jusqu’au Sud-Ouest de la zone d’étude. Les zones de recharge moyenne (11%) s’identifient dans le lit du Sassandra. Les zones de recharge faible (14%) occupent majoritairement l’Ouest et le Nord. La carte des zones de recharge est un outil d’aide à la décision qui oriente les décideurs dans l’identification des secteurs susceptibles de faire l’objet d’implantation de forages à forte productivité, et aussi susceptibles d’être vulnérables vis-à-vis des contaminants.

Comment produire des fruits tout en renforçant le service écosystémique de régulation des bio-agresseurs pour limiter voire supprimer l’utilisation des pesticides ? Une démarche de co-conception agroécologique, associant un ensemble d’acteurs du territoire et de la filière, a été développée dans le cadre du Projet « Z » (Zéro phyto) de l’unité expérimentale recherche intégrée (UERI) INRAE Gotheron pour aborder cette question complexe. L’approche vise à mobiliser, dans le temps et dans l’espace, une diversité d’espèces et variétés fruitières, de plantes associées et d’habitats, pour limiter l’arrivée, l’installation, le développement et la dispersion des bio-agresseurs dans la parcelle, et les dégâts qu’ils occasionnent. Ceci a conduit à repenser la diversité et l’agencement spatial du verger, pour rendre le milieu très défavorable aux bio-agresseurs, et très accueillant pour les auxiliaires, tout en organisant plantes et aménagements de manière fonctionnelle et qui optimise le partage des ressources entre plantes. Un prototype de verger circulaire a été implanté en 2018 à Gotheron. L’enjeu est maintenant de le piloter, de l’évaluer dans la durée de manière multicritère, et de comprendre les processus écologiques se mettant en place. Si ce dispositif exploratoire est encore jeune pour produire des résultats stabilisés, la démarche s’accompagne d’une dynamique multi-acteurs et d’échanges qui alimentent la transition agroécologique.

Cet article présente, dans une approche empirique et inductive, l’application du concept de micromentalités des entrepreneurs dirigeants à la compréhension de l’univers des petites et très petites entreprises (PE-TPE). Dans un premier temps, cela a consisté à reconstruire les micromentalités à partir des objectifs, valeurs et conceptions des entrepreneurs et de relever les caractéristiques les plus discriminantes dans le fonctionnement des PE-TPE (formes organisationnelles, stratégies et actions commerciales). Dans un second temps, il s’est agi de confronter les deux niveaux d’analyse subjectif (micromentalités) et objectif (caractéristiques des PE-TPE) pour vérifier l’efficacité et la force explicative de l’approche par les micromentalités des entrepreneurs. Il en est ressorti une typologie multicritères composée de quatre classes d’entrepreneurs dirigeants et de PE-TPE. Chaque type est distingué par une micromentalité et un mode de gestion spécifique se caractérisant par une logique d’action, une forme d’organisation, une stratégie et une démarche marketing propres. Les résultats de la recherche exposés partiellement et d’une manière synthétique ici montrent, d’une part, l’importance de la prise en compte des facteurs non économiques inhérents aux entrepreneurs et, d’autre part, l’incapacité des seuls facteurs objectifs et abstraits à fournir une analyse nuancée et réaliste de la gestion de la petite entreprise.

Dans un contexte économique incertain et face à des demandes sociétales de plus en plus pressantes, les filières animales ont des défis majeurs à relever : assurer leur compétitivité et la viabilité économique des élevages ens’adaptant à l’ouverture des marchés et à une plus grande volatilité des prix ; reconstruire un modèle social en repensant l’acceptabilité de l’élevage et le métier d’éleveur ; produire des aménités reconnues par la société enlimitant les effets négatifs sur l’environnement et en qualifiant les services écosystémiques et patrimoniaux produits par les activités d’élevage. Répondre à ces enjeux nécessite de mettre en place de nouveaux modes de partenariats entre les acteurs. Le Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) « Elevages Demain » crée en 2010 (www.gis-elevages-demain.org) et dédié aux systèmes de production animale (ruminants, porcs et volailles) à hautes performances économiques,environnementales et sociétales, rassemble quatorze partenaires de la recherche, du développement et des filières professionnelles. Cette démarche s’inscrit dans la volonté de l’ensemble des acteurs des filières animales derépondre ensemble aux défis posés à l’élevage afin de proposer de nouveaux modèles productifs, économiquement viables, respectueux de l’environnement et socialement acceptables et équitables, en un mot : durables. Lesorganismes initiateurs du GIS « Elevages Demain » se fixent donc comme objectif de définir les conditions d’une meilleure compatibilité entre les différentes catégories de performances (techniques, économiques, environnementales, sociales) des systèmes de production animale et de proposer des solutions qui soient innovantes et adaptées à la variété des contextes territoriaux et des filières. Les actions de recherche conduites par le GIS « Elevages Demain » s’organisent autour de quatre axes thématiques : i) les relations entre élevage, filières et territoire, avec une action sur les services rendus par l’élevage et une autre sur l’emploi dans les filières animales ; ii) les relations entre l’élevage et la société avec une action visant à recenser et à analyser les principales controverses ; iii) l’évaluation multicritère de la durabilité des systèmes d’élevage avec l’élaboration d’un guide méthodologique réalisé en commun avec le GIS « Grandes cultures à hautes performances économiques et environnementales » et iv) la conduite des animaux et des systèmes d’élevage avec des actions sur le phénotypage animal (avec le GIS Agenae), l’élevage de précision et l’agro-écologie en élevage.Les Réseaux Mixtes Technologiques du domaine de l’élevage constituent une autre forme de partenariat qui a pour objectif de constituer des pôles d’expertises pour les professionnels de l’élevage et les pouvoirs publics en stimulant les synergies entre disciplines, filières et territoires et sur des domaines précis, tels que l’économie des filières d’élevage, le travail en élevage, l’élevage et l’environnement, le bien-être animal, les bâtiments d’élevage etc...A travers son objectif de synthétiser les connaissances et de diffuser les résultats de la recherche sur les productions animales à un large public, la revue INRA Productions Animales s’efforce d’apporter régulièrementdes contributions pour éclairer le débat scientifique et sociétal sur les enjeux et les défis que doivent relever les productions animales. Ce fut le cas du dossier consacré aux « Gaz à effet de serre en élevage bovin », des numérosspéciaux sur le « Travail en élevage » ou sur « Quelles innovations pour quels systèmes d’élevage ? » pour ne citer que quelques exemples récents. C’est pourquoi nous avons souhaité réunir dans ce premier numéro de l’année2015 quatre articles complémentaires : - Le premier, issu d’un travail mené dans le RMT « Economie des filières animales », propose un état des lieux précis et une analyse détaillée des facteurs explicatifs de la spécialisation territoriale et de laconcentration des productions animales européennes. Il pose ainsi clairement un certain nombre d’enjeux relatifs aux services et aux « dys-services » rendus par les productions animales et à l’acceptabilité de cette concentration par la société ; - Le deuxième, issu d’un groupe de travail du GIS « Elevages Demain », propose une méthodologie originale pour identifier, qualifier et évaluer les multiples services économiques, environnementaux, sociaux et culturels rendus par les activités d’élevage. Cet article pose ainsi un certain nombre de questions de recherche pour progresser dans la quantification et l’évaluation de ces services ;- Le troisième, également issu d’un groupe de travail du GIS « Elevages Demain », présente le recensement et l’analyse des principales controverses qui traversent la société sur l’élevage à partir du regard croisé de différents acteurs. Cet article pose aussi de nombreuses questions de recherches sur les déterminants des attentes de la société vis-à-vis de l’élevage et sur les mécanismes permettant de résoudre ces controverses. - Le quatrième, issu du travail conduit par l’INRA dans le cadre de l’étude commanditée par le Commissariat Général à la Stratégie et à la Prospective, propose une méthodologie de conception et d’évaluation de systèmes de production multiperformants, c’est-à-dire conjuguant performances productives, économiques, environnementales et sociales. En s’appuyant sur un large répertoire de pratiques agricoles élémentaires dont l’impact a été qualifié sur les différentes catégories de performances, cette méthode se veut applicable à une large diversité d’orientations productives. Enfin, nous avons souhaité clore ce numéro avec un texte, issu d’une réflexion menée dans le GIS « Elevages Demain », sur les réseaux de référence en élevage et leur avenir. Ces dispositifs constituent de réelles infrastructures immatérielles de recherche et développement, et dans un contexte budgétaire contraint, il importe de les faire évoluer pour mieux répondre aux nouvelles attentes en lien avec la durabilité des élevages.

Le présent travail proposé, traite les systèmes énergétiques, du type photovoltaïque autonome, couplé à des batteries de stockage, et destinés à la couverture des besoins d’un foyer rural du Bénin. Ces systèmes énergétiques appropriés ont été analysés, modélisés et optimisés. Les critères d’évaluation sont issus d’une enquête réalisée auprès des responsables qui s’occupent des questions d’électrification en milieu rural, des professionnels sélectionnés qui jouent un rôle majeur dans le processus décisionnel des projets d’électrification en milieu rural, des associations locales qui ont bénéficié de ces projets au Bénin, des techniciens et des usagers de ces systèmes. Ces critères sont hiérarchisés selon la méthode AMDEC. Une méthode d’optimisation adaptée a été réalisée. Elle fait appel à une nouvelle approche de pondération.

Les ateliers multi-objectifs de chimie fine sont mis en oeuvre pour élaborer des gammes variées en faibles tonnages de produits, souvent à forte valeur ajoutée. La conception et/ou le remodelage de ces ateliers présente un intérêt majeur pour l'industrie. Les recherches antérieures dans ce domaine ont été, pour la plupart, focalisées sur l'aspect financier. Ce mémoire propose une algorithmique permettant d'intégrer d'autres critères. Cette approche s'articule autour de trois éléments principaux : un simulateur à événements discrets permettant une simulation précise des ateliers multi-objectifs de chimie fine, un algorithme génétique évolué assurant l'optimisation de problèmes au caractère combinatoire très marqué en des temps de calcul limités et améliorant certains aspects des algorithmes génétiques classiques, une procédure de recherche multicritère garantissant l'obtention d'un (ou plusieurs) atelier(s) satisfaisant(s) pour l'ensemble des critères considérés. Il aboutit au développement d'un outil informatique intégrant ces trois grands éléments dans un seul logiciel d'aide à la décision et permettant la conception et/ou le remodelage d'ateliers multi-objectifs de chimie fine suivant un panel de critères. L'étude systématique sur l'influence des paramètres de fonctionnement des algorithmes génétiques en fonction des exemples étudiés est proposée.

Le dimensionnement et l’optimisation d’un système hétérogène en Génie Électrique nécessite d’adopter une démarche globale de la conception aussi appelée « approche système ». En effet, même s’il possible, localement, de garantir le dimensionnement optimal des composantes d’un système, rien ne garantit que le système considéré dans sa globalité possède des performances optimales : la somme des optima locaux n’est pas forcément l’optimum global. La présence d’interactions entre les différents sous-systèmes couple fortement les éléments entre eux et seule l’optimisation globale des performances vis-à-vis de multiples critères permet d’assurer le comportement optimal de l’ensemble. Les travaux réalisés dans cette thèse concernent l’étude de méthodes évolutionnaires de type algorithmes génétiques multicritères appliquées à la conception optimale. Les spécificités et les performances des méthodes multicritères, ainsi que leur association aux algorithmes génétiques, sont présentées dans le but de justifier leur emploi pour notre problématique. Afin d’améliorer la robustesse de ces méthodes, nous proposons une procédure d’auto-adaptation destinée à favoriser les opérateurs de recombinaisons les plus efficaces sur un problème donné. Nous proposons également de résoudre plusieurs problèmes de conception. Nous étudierons notamment une chaîne de traction de type véhicule électrique. Ce système possède des propriétés intéressantes relatives à son caractère pluridisciplinaire et à la complexité des interactions engendrées par l’association des différents sous-systèmes qui le composent. A travers l’analyse et l’exploitation des résultats d’optimisation, nous montrons, de par la richesse des résultats qu’elles fournissent et leur capacité à traiter des problèmes mixtes (variables continues et/ou discrètes), contraints et à grand nombre de paramètres, l’efficacité de ces méthodes dans le contexte d’une approche de conception et d’analyse systémique.

Les ateliers discontinus présentent l'avantage de pouvoir élaborer, par campagnes, plusieurs composés à partir d'équipements standards et de s'adapter à des variations de nature des matières premières. La demande du marché en de tels produits est généralement variable, et lors de l'étape de conception d'un atelier discontinu, il est presque impossible d'obtenir une information précise sur la future demande. Ce travail propose un traitement alternatif de l'incertitude de la demande en utilisant les opérations arithmétiques sur des nombres flous. L'objectif général de ce travail est de proposer une méthodologie pour résoudre le problème de conception d'ateliers de taille industrielle. L'algorithme génétique a été choisi, car il est, d'une part, particulièrement adapté à l'arithmétique des nombres flous et, d'autre part, à la prise en compte de l'aspect multicritère. Les résultats obtenus montrent que l'approche multicritère est une voie intéressante comme outil d'aide à la décision
Batch processes are of increasing industrial importance due to their ability to synthesize low-volume, high-value-added chemicals and to their flexibility in a market-driven environment. At the design stage, the plant capacity must be set considering both present and anticipated future product demands which are usually variable. This work proposes an alternative treatment of the uncertainty (demands) by using the arithmetic operations on fuzzy numbers. The general objective of this work is to propose a methodology for solving the design problem of industrial-size plants. In this study, we have introduced a fuzzy-GAs approach to solve the problem of multi-objective optimal design of a multiproduct batch chemical plant. The analysis showed to be helpful for decision making

Le but de notre travail est de proposer une aide au choix d'une solution de plan masse bâtiment, respectant au mieux les objectifs du maître d'ouvrage. Le problème se pose en tout début de conception, c'est-à-dire lorsque les objectifs sont flous et les évaluations imprécises. Nous avons donc du résoudre un problème d'analyse de solutions non toutes admissibles dans un univers non déterministe. Le premier volet de notre travail est la construction du problème ; nous avons proposé un schéma conceptuel de plan masse contenant les objets de conception. Le deuxième volet de notre travail a consisté en la recherche de solutions admissibles et perfomrantes en univers déterministe. Nous avons proposé une méthode permettant d'obtenir des solutions admissibles ; elle est basée sur la prise en compte des interctions entre les variables de décision et sur la recherche de compromis. Une fois les solutions admissibles obtenues nous avons proposé une méthode d'amélioration par réduction progressive des intervalles d'admissibilité de chaque variable. Le troisième volet de notre travail a été analysé de l'imprécis des objectifs et des critères. Nous avons analysé plusieurs modèles pour les objectifs et pour les critères : déterministe, intervalles, sous-ensemble flou. Nous les avons introduits dans des méthodes multi-critères de type PROMETHEE et avons recherché des techniques permettant de gérr les différentes combinaisons entre objectifs et critères. Une étude de sensibilité à la stabilité de la décision a montré l'intérêt de cette approche. Elle a été facilité par la réalisation d'une maquette informatique

Cette étude a pour objet de proposer une méthode de conception allant de la définition des besoins à l'esquisse puis à l'optimisation et l'évaluation d'un élément de façade en terme d'ambiance. La méthode proposée est appliquée au développement d'un élément de paroi multicritère répondant simultanément aux paramètres d'ambiance lumineux, thermique, aéraulique et acoustique au niveau physique, sensible, réglementaire et esthétique. L'optimisation du dimensionnement de l'élément de paroi et l'évaluation des performances de celui-ci sont réalisés en appliquant plusieurs méthodes, chacune d'elles étant relative à un paramètre d'ambiance (c'est le cas des facteurs d'ambiance lumineux et acoustique) ou relative à deux paramètres d'ambiance (c'est les cas des facteurs d'ambiance thermique et aéraulique qui sont traités simultanément). L'application de la méthode à un élément de paroi multicritère permet de montrer en quoi et comment la méthode a permis de faire évoluer la conception de cet élément de paroi.

Le but de ces travaux est la conception multicritère coût-impact environnemental d'un atelier multiproduit, où les variables de décision sont la configuration de l'atelier, la taille et le nombre des équipements à chaque étape du traitement et les conditions opératoires ayant un impact majeur sur les critères d'optimisation. La méthodologie consiste à coupler un algorithme génétqie multicritère, qui est la procédure maître d'optimisation, à un simulateur à évènements discrets chargé de la vérification des contraintes et de l'évalutation des critères de performance de l'atelier. Le simulateur fait appel à des modèles d'opérations unitaires représentant les procédés étudiés notamment afin de quantification de l'impact environnemental. Deux exemples servent de support à la validation de l'approche : un atelier multiproduit pour la production de quatre protéines comportant huit étapes de traitement, un atelier industriel avec huit étapes et deux produits finis.

La population mondiale fait face, globalement, à une urbanisation expansive. Cet étalement urbain, souvent mal contrôlé, menace aussi bien l’environnement que la santé, la qualité de vie et la sécurité alimentaire des humains. Il est possible de le limiter en lui préférant la densification urbaine. Néanmoins, la complexité des phénomènes en jeu dans un tel contexte nous incite à penser que les responsables d’opérations de densification urbaine ont besoin d’outils pour les aider à faire les choix les plus pertinents possibles. Dans un premier temps, l’état de l’art présenté dans cette thèse montre que l’outil idéal n’existe pas, et que l’optimisation multicritère par algorithme génétique est une technique adaptée à l’aide à la conception de bâtiments. Les caractéristiques souhaitables pour une méthode d’assistance des concepteurs de projets de densification urbaine sont alors précisées. Nous recommandons de baser cette méthode sur le couplage entre un algorithme génétique et un outil capable de réaliser des simulations thermiques dynamiques (STD) de quartiers. Les capacités des logiciels de STD Pleiades+COMFIE (P+C) et EnergyPlus (E+) sont situées par rapport à ces exigences, puis un premier test d’optimisation d’un projet de densification urbaine en associant EnergyPlus à un algorithme génétique est présenté. Certaines lacunes de cette méthode peuvent être comblées par la plateforme en cours de développement dans le projet ANR MERUBBI. Dans un second temps, nous analysons donc les résultats d’une étude comparative entre P+C, E+ et l’outil MERUBBI, menée sur un projet de densification d’un îlot à forte densité urbaine. Ils montrent que ce dernier est fiable et particulièrement pertinent pour l’évaluation précise des interactions entre bâtiments. Dans un troisième temps, nous abordons la problématique de la diminution des temps de calcul, enjeu crucial pour que notre méthode d’aide à la conception soit réellement accessible aux professionnels du bâtiment. Nous proposons une technique de réduction de la période de simulation que nous présentons en détail. Enfin, la méthode d’optimisation développée est appliquée à la résolution de différents problèmes de conception du projet sus-cité, en utilisant E+. Nous montrons en quoi l’utilisation de l’outil MERUBBI enrichira cette approche, avant de conclure sur des perspectives de développement de notre méthode pour améliorer son interactivité
The world’s population is facing an expansive urbanization. This urban sprawl, which is often not well managed, is endangering the environment as well as human health, quality of life and food security. It can be controlled by favouring urban densification. Nonetheless, the complexity of the phenomena involved in such a context leads us to think that supervisors of urban densification operations need some tools to help them make the most relevant choices. This thesis begins with a literature review that shows the ideal tool does not exist, and explains why multi-objective optimization using a genetic algorithm is a suitable technique for building design aid. Then we clarify the desirable features of an assistance method for urban densification projects designers. We recommend to base this method on the coupling of a genetic algorithm with a district-scale dynamic thermal simulation (DTS) tool. We compare capabilities of EnergyPlus (E+) and Pleiades+COMFIE (P+C) DTS software with these requirements, then we present a first urban densification project optimization test associating EnergyPlus with a genetic algorithm. The platform under development in the ANR MERUBBI project can offset certain shortcomings of this method. Hence, in a second phase we analyze the results of a comparative study of P+C, E+ and the MERUBBI tool, carried out using a high-density district densification project as a test case. It shows that the latter is reliable and particularly relevant to precisely assess interactions between buildings. In a third phase we address the problematic of reducing the computing time, a major issue to make our design aid method truly accessible to building professionals. We propose a way of reducing the operating period length and present it in detail. Finally, our optimization method is used to solve various design problems of the above-mentioned project, using E+. We show how the use of the MERUBBI platform will enrich this approach before concluding with development ideas to make our method more user-friendly and interactive

Les systèmes de conception assistée par ordinateur (C. A. O) orientés bâtiment ont pour objectif d'aider le concepteur à maitriser globalement le projet ; pour cela ils doivent être pluri-techniques et intégrer les différents aspects de ce projet autour d'une modélisation commune. Notre objectif est de permettre l'intégration de la conception des fondations dans ces systèmes au même titre que les autres composantes du projet. Nous proposons, dans cette étude, une analyse de la conception du système de fondation en avant-projet depuis la définition de la campagne de sol jusqu'au choix d'une solution compatible avec l'objectif du concepteur. Cette analyse porte essentiellement sur les points suivants : description des différents éléments du projet (sol-superstructure-fondation) par des modèles appropriés, compatibles avec l'état des connaissances à ce niveau, évaluation technique (portance et tassement) et économique des éléments de fondation par des méthodes adaptées au niveau de l'avant-projet, prise en compte de la nature imprécise des paramètres du sol, par l'utilisation d'une méthode de sélection multicritère basée sur la théorie des sous-ensembles flous pour aider au choix du système de fondation. Ces travaux ont été concrétisés par la réalisation d'une maquette informatique.

Dans un environnement fortement concurrentiel, les industriels doivent constamment améliorer leurs produits pour rester compétitifs et satisfaire au mieux leurs clients tout en minimisant les coûts et la prise de risques en conception. En phase préliminaire de conception ou de (re-)engineering, prédire les performances de nouveaux produits est une tâche difficile. En effet, l’impact des changements opérés sur les caractéristiques du produit relativement aux performances de celui-ci ne peut être estimé que de façon imprécise. Décideurs et concepteurs doivent pourtant identifier les performances à améliorer en limitant les efforts d’ingénierie déployés pour des améliorations innovantes. Bien que plusieurs indicateurs de plus-value aient été proposés par la communauté de la décision multicritère pour évaluer a priori l’amélioration que confère un changement de configuration à un produit, ils semblent néanmoins reposer sur des hypothèses de réalisabilité des gains de performance peu réalistes dans le contexte manufacturier.Sur la base de techniques d’analyse multicritère et de théorie des possibilités, cette thèse propose une extension de ces indices de plus-values lorsque la vraisemblance des améliorations espérées ne peut être évaluée de façon précise comme c’est le cas en phase de conception préliminaire. Cette connaissance imparfaite des relations entre les actions d’amélioration et les performances espérées rend la question « comment se fixer des objectifs ambitieux lorsque l’on conçoit ou améliore un produit tout en faisant en sorte que ces objectifs restent à la portée du manufacturier ? » d’autant plus complexe. Ainsi, les améliorations qu’il faut planifier doivent à la fois avoir un impact significatif sur la performance du produit et correspondre à des compétences maîtrisées par le manufacturier. Plusieurs approches de la littérature se sont intéressées à ces deux aspects de l’amélioration, mais peu d’entre elles les considèrent conjointement. Nous proposons dans cette thèse plusieurs approches qualitatives et possibilistes qui concilient les deux points de vue à travers des problèmes d’optimisation multi-attributs. La notion d’interaction entre deux dimensions de la performance y est centrale. Un exemple relatif à la conception d’un robot autonome est proposé pour illustrer chacune de nos propositions. Cette étude de cas est issue du challenge Robafis qui est organisé annuellement par l’Association Française d’ingénierie Système (AFIS) pour promouvoir l’ingénierie système dans les écoles d’ingénieurs
In a highly competitive and unstable environment, manufacturers must constantly improve their products to remain competitive and satisfy their customers while minimizing incurred costs and risk taking at the design stage. At the early stages of (re-)engineering, performances forecasting of new product is complicated. Indeed, the impacts of any characteristic change on the product performance are not precisely known. Decision makers must thus identify the performances to be improved while limiting the engineering efforts spent on innovative upgrades. Although some theoretical worth indexes have been proposed in the multiple criteria decision-making literature to estimate the expectable gains when improving changes are planned, they generally rely on non-realistic assumptions on the achievability of the expected improvements that cannot hold in manufacturing contexts. Based on multi-criteria decision analysis techniques and uncertainty theory, this thesis proposes an extension of the worth index concept when the likelihood of the expected improvements is not precisely known as it is the case at the preliminary stages of design activities. This poor knowledge of the relationships between improvement actions and expected performances makes the issue “how to set ambitious targets when improving or designing product while these targets remain within the reach of the manufacturer” all the thornier. Thus, improvements to be focused on are those which both have a significant positive impact on product performance and correspond to operational changes properly under control by the manufacturer. While some approaches in the literature have already addressed each of the two aspects of the improvement problem, few deal with both of them at the same time. We investigate several qualitative and possibilistic approaches that conciliate both points of view as multi attributes optimization problems. The notion of interaction between any two objectives to be simultaneously satisfied is central in our framework. An illustrative example related to the design phase of autonomous robot is provided. This case study is issued from the robotic challenge Robafis that is organized annually by the French association of Systems Engineering AFIS to promote Systems Engineering practice in engineers’ schools

Dans le domaine d'optimisation de forme de structures, la réduction des coûts et l'amélioration des produits sont des défis permanents à relever. Pour ce faire, le procédé de mise en forme doit être optimisé. Optimiser le procédé revient alors à résoudre un problème d'optimisation. Généralement ce problème est un problème d'optimisation multicritère très coûteux en terme de temps de calcul, où on cherche à minimiser plusieurs fonctions coût en présence d'un certain nombre de contraintes. Pour résoudre ce type de problème, on a développé un algorithme robuste, efficace et fiable. Cet algorithme, consiste à coupler un algorithme de capture de front de Pareto (NBI ou NNCM) avec un métamodèle (RBF), c'est-à-dire des approximations des résultats des simulations coûteuses. D'après l'ensemble des résultats obtenus par cette approche, il est intéressant de souligner que la capture de front de Pareto génère un ensemble des solutions non dominées. Pour savoir lesquelles choisir, le cas échéant, il est nécessaire de faire appel à des algorithmes de sélection, comme par exemple Nash et Kalai-Smorodinsky. Ces deux approches, issues de la théorie des jeux, ont été utilisées pour notre travail. L'ensemble des algorithmes sont validés sur deux cas industriels proposés par notre partenaire industriel. Le premier concerne un modèle 2D du fond de la canette (elasto-plasticité) et le second est un modèle 3D de la traverse (élasticité linéaire). Les résultats obtenus confirment l'efficacité de nos algorithmes développés.