N° d'ordre

Antonin Ponsich

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• redaction


• mémoire

N° d'ordre : 2307 THESE présentée pour obtenir le titre de DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE Ecole doctorale : Transferts, Dynamique des Fluides, Energétique et Procédés Spécialité : Génie des Procédés et de l'Environnement par Antonin PONSICH STRATEGIES D'OPTIMISATION MIXTE EN GENIE DES PROCEDES APPLICATION A LA CONCEPTION D'ATELIERS DISCONTINUS Thèse soutenue le 14 Décembre 2005 devant le jury composé de : M. Antonio ESPUÑA Rapporteur M. Arsène ISAMBERT Rapporteur M. Maurice COMTAT Président M. Joseph NOAILLES Membre M. Luc PIBOULEAU Membre Mme Catherine AZZARO-PANTEL Directrice de thèse M. Serge DOMENECH Membre invité

• côté de moi


• merci aux all stars


• ecole doctoral


• temps au temps


• procédés


• universitat politècnica de catalunya


• terroristes du service info


• thèse soutenue


• ambiance de la soutenance


• spécial kif pour seb

Sujets

• Redaction
• Mémoire
• Comtat
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Maurice
• Stratégies
• Noailles
• Domenech

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 décembre 2005
• Nombre de lectures: 42
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

N° d’ordre : 2307



THESE


présentée pour obtenir le titre de


DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

Ecole doctorale : Transferts, Dynamique des Fluides, Energétique et Procédés

Spécialité : Génie des Procédés et de l’Environnement

par

Antonin PONSICH




STRATEGIES D’OPTIMISATION MIXTE
EN GENIE DES PROCEDES
APPLICATION A LA CONCEPTION
D’ATELIERS DISCONTINUS




Thèse soutenue le 14 Décembre 2005 devant le jury composé de :

M. Antonio ESPUÑA Rapporteur
M. Arsène ISAMBERT Rapporteur
M. Maurice COMTAT Président Joseph NOAILLES Membre
M. Luc PIBOULEAU Membre
Mme Catherine AZZARO-PANTEL Directrice de thèse
M. Serge DOMENECH Membre invité







Et pis voilà…

(A.A. Aguilar Lasserre, entre oct. 2002 et janv. 2006)





Je souhaite tout d’abord témoigner ma reconnaissance à Antonio Espuña, Professeur à
l’Universitat Politècnica de Catalunya (venu, un peu dans la précipitation, depuis Barcelone)
et Arsène Isambert, Professeur à l’Ecole Centrale de Paris, qui m’ont fait l’honneur d’être les
rapporteurs de ce mémoire. Leurs commentaires avisés m’ont proposé une vision plus ample,
des perspectives plus larges sur mes travaux.
D’autre part, je voudrais exprimer toute ma sympathie à Maurice Comtat, Professeur à
l’UPS (Toulouse) qui, très en verve ce jour-là, a su détendre l’ambiance de la soutenance. Je
remercie aussi sincèrement Joseph Noailles, Professeur à l’ENSEEIHT (Toulouse), pour
l’intérêt visible qu’il a porté à la lecture de ce mémoire et pour la finesse de ses remarques
pendant la soutenance.

Par ailleurs, je veux exprimer vivement ma gratitude aux personnes qui m’ont suivi et
guidé durant ces années de thèse, en commençant par Catherine Azzaro-Pantel, que je
remercie pour ses idées, pour sa disponibilité, pour l’attention qu’elle a porté non seulement
à mon travail, mais aussi à mes préoccupations autour du travail.
Puis je tiens à adresser de chaleureux remerciements à Luc Pibouleau, qui, même s’il n’était
pas mon directeur de thèse officiel, a toujours pris le temps de s’intéresser à mes travaux, de
participer à l’effort de réflexion, de s’asseoir à côté de moi pour m’aider à surmonter les
difficultés… merci pour tout ce que j’ai appris avec vous, en optimisation ou simplement dans
le domaine du numérique.
Je souhaite également remercier Serge Domenech et André Davin pour leur attention,
d’autant plus profitable au moment de la rédaction du manuscrit. Je remercie Jorge
Montagna, au cas où il lit un jour ces lignes, qui m’a soulagé, au moment critique de la fin de
thèse, en répondant à mes doutes.
Outre mes encadrants, mes remerciements vont aussi à l’ensemble du laboratoire, et plus
particulièrement aux thésards de l’équipe, avec lesquels j’ai eu la chance de partager,
pendant quelques années, un bureau très international : Sofiane, Beto, Oscarín, Firooz, Ludo
et, même s’il nous a fait voir rouge de temps en temps, el pibe Adrian. Je n’oublie pas non
plus les stagiaires, de passage ou qui finalement sont restés au laboratoire : Azze-Idine,
Maria, Nelson ; ni les terroristes du service info, Stéf et Denis ; ni non plus Christine, Dany,
Jocelyne et Claudine pour leur bienveillance et leurs sourires quotidiens. J’aimerais enfin
saluer les personnes avec lesquelles j’ai passé de nombreuses heures, en enseignement à
l’ENSIACET : merci à Joël, Michel, Luc, Marion et Catherine.

D’autre part, j’ai de la peine à exprimer toute l’amitié que je ressens pour ceux qui m’ont
entouré ces trois années, du début à la fin : Lolo, Alberto, Jeanne, Jojo, auxquels je dois
inévitablement rajouter Alex et son épaule, et Ricket et son canapé : vous avez pris soin de
moi mieux que je n’aurais pu le faire, tant matériellement que par ces moments partagés, ces
discussions, ces repas… à renouveler.
Je veux aussi dire un mot à tous ceux qui, de près ou de loin, m’ont soutenu et qui ont fait que
ces trois années n’ont pas été seulement trois années de thèse, mais aussi trois années pleines
de moments agréables… alors en vrac, merci à Isa, à Sophie, à Gus, à Tos et Hind, à Malika,
à Laurent et son overkitch ; un spécial kif pour Seb et Karis ; merci aux All Stars rugby pour
leur bon esprit, à dj Chloé, merci à Boule et les autres et leur VélOvalie…
Ces trois années se sont déroulées dans une ambiance hispanophone, pour ne pas dire
complètement mexicaine, alors je dois nécessairement ajouter quelques mots en espagnol…
pues con toda la amistad y todo el cariño que ustedes me enseñaron, hicieron que me sintiera
como adoptado por la familia mexicana de Toulouse, y esto, lo considero como una suerte
muy grande. Entonces, este abrazo es para ustedes, Memito, Susi y los cachorros (MariFer y
Dani), Leito salut-ça-va y Sofia, don tío Jano, Oscarín, Tatiana y la bebé (los bebés !), Maria
Elena, Lomi el Cubano, Lili y François, Nacho, Claudia y David, Luisita, …
Y más especialmente, Beto, por todos los momentos que pasamos juntos… Sólo por haberte
conocido, me alegro de haber hecho el doctorado. Nos veremos pronto chamaco, tú, yo, y el
casco de gel !

Por fin, gracias a ti, Ana, por apoyarme, por animarme los días que nada quería
funcionar, por jalarme de la mano cuando no veía la salida. Hubiera sido tan diferente sin
ti… que bien que fue contigo.

Et finalement, je voudrais remercier toute ma famille pour leur soutien, mes parents et
Aurélia, mes grands-parents et Pierre. Merci pour votre appui inconditionnel non seulement
concernant le travail, mais aussi dans tout le reste… merci.
Résumé
TITRE : Stratégies d’optimisation mixte en Génie des Procédés – Application à la conception
d’ateliers discontinus

RESUME :

La conception de procédés discontinus implique la formulation de problèmes
d’optimisation complexes. Les exigences industrielles, conjuguant rentabilité, flexibilité,
respect de normes environnementales… conduisent à représenter les ateliers discontinus de
manière toujours plus fidèle. Le degré élevé de sophistication des modèles résultants explique
alors la difficulté rencontrée au moment de les traiter. Jusqu’à présent, l’essentiel des travaux
était consacré au développement de méthodes déterministes mais une attention accrue est
portée actuellement à la classe des métaheuristiques.

Ce travail a ainsi pour objectif de proposer une méthodologie pour le traitement d’un
problème d’optimisation non-linéaire en variables mixtes, dans le cadre du Génie des
Procédés. Il s’agit de fournir des lignes directrices aidant à guider, selon la formulation du
problème, vers le choix pertinent d’une méthode d’optimisation.

Le support de l’étude, permettant d’évaluer les performances des méthodes, est un
problème typique de conception d’ateliers discontinus multiproduit. Une formulation
« orientée équation » est retenue pour permettre l’utilisation tant des méthodes de
Programmation Mathématique que des métaheuristiques. Un jeu de onze exemples de
complexité croissante est construit pour déterminer, selon la taille de l’instance étudiée,
l’efficacité de chaque technique de résolution.

Le choix de représentants de chaque classe de méthodes est ainsi justifié. D’une part,
deux solveurs disponibles sous l’environnement de modélisation GAMS sont retenus : il s’agit
de SBB (Branch & Bound) et DICOPT++ (méthode des Approximations Externes). D’autre
part, un Algorithme Génétique (AG) représente la classe des métaheuristiques. Un axe
complémentaire d’étude consiste à ajuster ses procédures de fonctionnement. Cette phase
constitue un enjeu primordial pour l’application générique de toute méthode stochastique à
des problèmes industriels, prenant en compte des variables mixtes et la gestion de contraintes.

Les résultats obtenus prouvent la performance de la méthode de Branch & Bound, en
temps de calcul et qualité de la solution, alors que la méthode des Approximations Externes
est mise en