Applications des algorithmes génétiques à la caractérisation thermique des matériaux

Genetc algoritms applied to thermal characterization

• Auteur / Autrice : Richard Lorion
• Direction : Patrick Hervé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique, traitement du signal
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : La Réunion

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optimisation mathématique

Itération (mathématiques)

Diffusivité thermique

Propriétés thermiques

Composites

Algorithmes génétiques

Résumé

Ce travail de recherche est consacré à l'application des algorithmes génétiques pour la caractérisation thermique de matériaux. Le mémoire de thèse s'articule en quatre chapitres. Le premier présente une synthèse des méthodes exposées dans la littérature pour estimer la diffusivité thermique d'un matériau homogène par méthode "flash". Le chapitre 2 s'organise autour du développement d'un dispositif expérimental à température ambiante, de la description du transfert de chaleur sous trois modes (séries temporelles, quadripôles thermiques et différences finies) et enfin d'une identification globale des paramètres du modèle par une méthode d'optimisation déterministe (Levenberg-Marquardt). Les résultats d'estimation sont intéressants mais fortement dépendant du nombre et de la sensibilité des paramètres étudiés. Ces remarques conduisent à l'utilisation d'un algorithme stochastique d'optimisation, les algorithmes génétiques. Le chapitre 3 en présente les fondements et les améliorations apportées pour accélérer la convergence et augmenter la précision des solutions obtenues. Une fonction test de Rosenbrock permet la comparaison des résultats à chacune des étapes du développement. Ce travail conduit à la réalisation d'un algorithme génétique en codage réel et à l'utilisation d'une loi d'adaptation variable. Cet algorithme utilisé pour l'identification globale des paramètres du modèle thermique permet l'estimation simultanée de cinq paramètres avec une précision accrue pour la diffusivité thermique. Le dernier chapitre présente l'application de notre algorithme génétique à l'identification des caractéristiques structurelles d'un matériau multicouche. La méthode permet l'estimation simultanée de la diffusivité du matériau, la valeur résistance de contact ainsi que la position d'un défaut. Dans un cadre plus général d'une étude prospective à partir de techniques inverses et des algorithmes génétiques nous présentons les premiers résultats obtenus sur la reconstruction de profils de propriétés thermophysiques. (Résumé de l'auteur).