Optimisation multi-objectifs de propriétés d'un matériau par essaim particulaire : application aux composites à base de bois
Résumé
La conception par optimisation multi-objectifs implique l'optimisation de plusieurs objectifs contradictoires simultanément. Cette contradiction traduit le fait qu'il n'existe pas de solution optimale au regard des objectifs, mais des compromis optimaux. C'est la prise en compte de cette contradiction via la volonté de minimiser chacune des fonctions objectifs qui introduit la notion de compromis et de contraintes. Les contraintes, des spécifications du problème, limitent les espaces des paramètres et ceux des fonctions objectif. Un compromis sera dit optimal si toute amélioration d'un objectif induit la dégradation d'un autre objectif. Les compromis optimaux se situent sur un front dit de Pareto. La présence d'un front de Pareto, un ensemble de solutions optimales non équivalentes, permet de choisir une solution optimale par rapport à des critères économiques ou fonctionnels, qui sont externes au problème d'optimisation. L'optimisation par essaim particulaire (OEP), est une technique évolutionnaire permettant de parcourir efficacement l'espace de solutions d'une fonction objectif et de trouver son minimum, et cela pour une grande diversité de fonctions objectifs : équations continues ou discrètes, règles de connaissances qualitatives et algorithmes. Ici nous utilisons l'OEP pour l'optimisation multi-objectifs d’un platelage en bois polymère. L’optimisation porte sur le fluage et la résistance à l’eau du platelage et sur un indicateur d'épuisement des ressources abiotiques. Les variables de conception sont principalement des variables de production des matières premières, d’incorporation d’un biopolymère, de contrôle de la granulométrie du bois ou de sa modification chimique ou thermique. Les fonctions objectifs sont des équations et un algorithme intégrant des données discrètes. Des produits, issus des solutions Pareto-optimales inédites par remplacement du plastique de synthèse par un dérivé de l'amidon de maïs, ont été fabriqués par le partenaire industriel. Les tests mécaniques sont en cours.
Domaines
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