Stratégies d'optimisation par la méthode des plans d'expériences et application aux dispositifs électrotechniques modélisés par éléments finis

Optimisation strategies using the experimental design method and application to electrotechnical devices modelled by finite elements

• Auteur / Autrice : Stéphane Vivier
• Direction : Pascal Brochet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École centrale de Lille (1872-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Schémas électriques

Éléments finis, Méthode des

Plan d'expérience

Résumé

Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l'application de la méthode des plans d'expériences (MPE), à l'étude et à l'optimisation de dispositifs électrotechniques. La modélisation éléments finis est l'outil d'analyse privilégié, fournissant les prototypes virtuels des dispositifs étudiés. La MPE, introduite dans le premier chapitre, est un ensemble homogène d'outils et de méthodes algébro-statistiques visant à établir et à analyser les relations existant entre les grandeurs étudiées et leurs sources de variations supposées. Cette analyse peut être qualitative, afin de déterminer des facteurs influents, ou bien quantitative pour établir les variations des réponses en fonction des facteurs significatifs. L'opération de modélisation est toujours fondamentale. Elle est opérée à l'issue de séries de simulations définies par les plans d'expériences. Le deuxième chapitre présente plusieurs algorithmes, utilisant les PE de façon exclusive, pour la modélisation des réponses, ainsi que pour la recherche des conditions optimales. Des particularités apparaissent alors, telle que la possibilité de partager certaines expériences par plusieurs plans. Le caractère virtuel des expériences justifie la création et la mise au point d'un superviseur d'optimisation, afin d'automatiser et de faciliter l'application de la MPE, et celle des stratégies d'optimisation par PE à partir de simulations informatiques. Le troisième chapitre présente les principales caractéristiques de ce nouvel outil : Sophemis. Enfin, le quatrième chapitre met en œuvre l'ensemble de ces développements, en appliquant les algorithmes d'optimisation présentés, à l'étude de trois systèmes électrotechniques.