Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le monde industriel est sans cesse confronté à des problèmes de choix. Une multitude de critères doit être pris en compte dans la résolution de ces derniers. Face à ces situations, les outils d’aide à la décision prennent tout leur sens. Nous utiliserons ici la méthode Analytic Hierarchic Process dans le domaine de la Production et plus particulièrement dans le cadre de l’ordonnancement d’une ligne de production de prothèses cardiovasculaires. Le paramétrage initial de cette méthode fait appel à l’évaluation d’un expert. Bien que ce dernier ait les connaissances nécessaires pour faire un paramétrage convenable, il n’en reste pas moins humain et introduira, même involontairement, une partie subjective dans ses décisions. L’ordonnancement en résultant ne sera donc pas forcément optimal. La réduction de cette subjectivité passe par l’utilisation d’une méta heuristique, de type algorithme génétique, pour améliorer ce paramétrage par l’exploration de solutions voisines à celles proposées par l’expert. / The industrial world is continually faced with problems of choices. Multitude of criterion must be taken into account in resolving them. Faced with these situations, the decision making tools give solutions. We will use the Analytic Hierarchy Process in the production field and especially in the scheduling of a cardio vascular prosthesis production line. The initial parameterization of this method involves the evaluation of an expert. Although he has the required knowledge to make a fitting setup, he is no less human and he will bring even unintentionally a subjective part in his decision. The resulting scheduling will therefore not necessarily be optimal. The reduction of the subjectivity can be done using a metaheuristic method, of genetic algorithm type, to improve this parameterization by exploring neighbouring solutions compared to those proposed by the expert.

Nous proposons de développer des outils d’aide à la décision pour l’ordonnancement de chaînes logistiques. Nous privilégions la coopération entre les différents acteurs de la chaîne notamment la négociation avec les fournisseurs sur les dates d’arrivée des composants, et avec les clients sur les dates de livraisons des produits finis. Nous considérons une chaîne logistique qui consiste en un réseau d’entreprises avec des centres de décisions indépendants. Les produits finis ou semi finis des entreprises d’assemblage sont fabriqués en utilisant des composants ou produits semi finis fournis par les autres entreprises du réseau ou par des fournisseurs externes. On est au niveau opérationnel, chaque entreprise construit son ordonnancement par rapport à ses propres centres de production. Comme la production de produits finis dépend des composants, des négociations sont entamées entre les entreprises concernant les dates d’arrivées des composants (les fenêtres de temps). Une solution globale est obtenue par une approche itérative par décomposition incluant des négociations bilatérales entre les centres de production et de décisions pour définir l’ordonnancement juste à temps minimisant la somme des pénalités. Pour résoudre l’ordonnancement juste à temps local de chaque centre de production nous proposons une méthode approchée basée sur les algorithmes génétiques. Chaque solution est évaluée grâce à un algorithme polynomial basé sur le PERT coût. Un contrôle semi décentralisé est envisagé pour assurer la convergence des négociations. Par ailleurs, nous étudions un ensemble de problèmes concernant l’optimisation des transports dans les chaînes logistiques / We propose new decision methods for coordinating supply chain scheduling. We focus on the cooperation between supply chain partners by means of negotiations about suppliers’ raw materials arrival dates, and customers’ delivery dates of finished. We consider a supply chain, which consists in a network of independant enterprises. The finished products (or sub products) of the assembly enterprise are produced using components and/or sub products supplied by other enterprises or by external suppliers. We are at the scheduling level and each enterprise builds its own schedules associated with its production centers. As an operation can be performed only when the production center has received the necessary components, the schedules are dependent. This induces negotiations between decision centers which is expressed by penalty functions associated with soft and hard release dates and due dates. A global solution is searched by an iterative decomposition approach including alternatively bilateral negotiations between the production decision centers and just in time scheduling, minimizing the local total sum of penalties. To solve each local just-in-time scheduling problem, we propose an approximation approach based on meta-heuristics, which explores the set of solutions, in which a solution is described by the job order on each machine and is evaluated using a “pert cost” algorithm.. A semi-decentralized control is suggested to assume the negotiation convergence. Furthermore, we study some transportation optimization problems in supply chains

L’objectif de ce travail est de développer un système d’affectation des conteneurs aux véhicules autonomes intelligents (AIVs) dans un terminal à conteneurs. Dans la première phase, on a développé un système statique pour résoudre le problème multi-objectif optimisant la durée totale des opérations de déplacement des conteneurs, le temps d’attente des véhicules aux niveaux de points de chargement et de déchargement et l’équilibre de temps de travail entre les véhicules. L’approche proposée est l’algorithme génétique(AG). Une extension de cette approche a été ensuite effectuée pour corriger les limites de la précédente. Pour choisir la meilleure approche, une étude comparative a été réalisée entre trois approches : AG, AG & DIJK et AG & DIJK & HEUR. Les résultats numérique ont montré que l’approche AG & DIJK & HEUR est meilleure. Dans la deuxième phase, on a étudié la robustesse de notre système dans un environnement dynamique. Un retard de l’arrivée d’un navire au port ou un dysfonctionnement de l’un des équipements peutperturber le planning des opérations et donc influencer sur les opérations d’affectation des conteneurs. L’idée était d’ajouter les nouveaux conteneurs aux véhicules qui sont déjà non disponibles. D’autres cas de perturbation comme la congestion routière, la non disponibilité de certaines portions de la routes ont été étudiés expérimentalementEt les résultats numériques ont montré la robustesse de notre approche pour le cas dynamique.Mots-clés : Conteneurs, AIV, routage, optimisation, algorithme génetique, environnement dynamique. / The objective of our work is to develop a container assignment system for intelligent autonomous vehicles (AIVS) in a container terminal. Given the complexity of this problem, it was proposed to decompose it into three problems: The problem of dispatching containers to AIVS, the AIVS routing problem and the problem of scheduling containers to queues of AIVS. To achieve this goal, we developed in the first phase, a static system for multi-objective problem to optimize the total duration of the containers transportation, the waiting time of vehicles at loading points and the equilibrium of working time between vehicles. The approach used was the genetic algorithm (GA). This approach was applied to optimize only the assignment operation without influence on the choice of the path traveled by each AIV. An extension of this work was then made to improve the results found. For this purpose, a comparative study was carried out between three approaches: The first approach is the AG, the second approach is the GA and the Dijkstra algorithm (DIJK) that was used to find the shortest path for each vehicle and the third approach is the AG and DIJK and heuristic (HEUR) which was proposed to choose the nearest vehicle of each container. The numerical study showed the best performance of the AG & DJK & HEUR approach over the other two approaches. In the second phase of our project, the robustness of our system in a dynamic environment has been studied. A delay of the arrival of a ship at the port or malfunction of one of any equipment of the port can cause a delay of one of the operations of loading or unloading process. This will affect the container assignment operation. The idea was to add new containers to vehicles that are already unavailable. The traffic can also cause a delay in arrival of the vehicle at the position of the container or the unavailability of one of the paths crossing point. These cases were investigated experimentally, numerical results showed the robustness of our approach to dynamic case.

Dans ce travail de thèse, nous présentons le problème de recherche d'information sur Internet et plus généralement de veille stratégique. Nous remarquons généralement qu'il est nécessaire de passer beaucoup de temps à analyser les résultats fournis par les moteurs de recherche traditionnels afin d'obtenir une réponse satisfaisante. Dans cette thèse, nous avons donc développé un outil de recherche automatique basé sur une stratégie de recherche évolutionnaire. Cet outil explore les pages Web en partant des résultats fournis par les moteurs de recherche traditionnels (comme Google, Altavista, ...). Plusieurs méthodes d'optimisation ont été comparées : une approche génétique, une approche à base de population de fourmis et un algorithme tabou. L'effort de recherche a également été parallélisé et peut être distribué sur plusieurs machines distantes afin de maximiser les ressources disponibles à l'exécution de cette tâche et d'utiliser une architecture parallèle de grande ampleur. Enfin, nous proposons un système de visualisation des résultats d'un moteur de recherche basé sur les propriétés des nuages d'agents afin d'aider les utilisateurs à mieux comprendre les éléments renvoyés par le moteur et de diminuer ainsi le temps nécessaire à leur analyse.

Le comportement nonlinéaire des sols observé lors des mouvements sismiques forts est maintenant bien admis et le déploiement des puits accélérométriques a permis des analyses détaillées de la propagation des ondes ainsi qu'une évaluation quantitative des paramètres physiques tels que la vitesse de cisaillement et de compression des ondes et les facteurs d'amortissements en fonction de la déformation. En dépit du nombre grandissant d'études sur ce phénomène, sa connaissance est encore récente et les recherches sur les données de puits accélérométriques restent une étape importante vers la compréhension du comportement complexe in-situ des sédiments soumis à des mouvements sismiques forts.L'objectif de ces travaux est triple. Premièrement, un code d'inversion par algorithme génétique est développé afin d'inverser des données de puits accélérométriques via la théorie des matrices de propagation de Thomson-Haskell. Cette technique nous permet dans un premier temps de valider la structure en une dimension (1D) (e.g., vitesse des ondes de cisaillement, facteurs d' amortissements) d'un puits accélérométrique dans le domaine linéaire et dans un second temps de mettre en évidence de manière quantitative le comportement nonlinéaire des sédiments lors du séisme de Fukuoka, 2005, Japon. Deuxièmement, les résultats de l'inversion sont utilisés pour tester des lois de comportement simples et avancées en utilisant la Méthode des éléments Finis. Les résultats montrent clairement que l'hypothèse bi-linéaire de la loi de comportement simple produit des séries temporelles non réalistes en vitesse et en accélération. L'utilisation d'une loi de comportement avancée mène à de meilleurs résultats, cependant, le nombre de paramètres ajustables pour obtenir des résultats consistants avec l'observation est un obstable inévitable. Troisièmement, afin d'étendre l'étude des effets de site à des dimensions supérieures, des codes 2D et 3D de la Méthode en éléments Spectraux sont développés et validés en comparant leurs résultats dans le domaine linéaire avec ceux obtenus théoriquement ou via d'autres méthodes numériques.

Les pièces de sécurité automobile fabriquées en acier comme les ferrures d'ancrage de ceinture de sécurité ont vu leur coût de fabrication augmenter ces dernières années du fait de l'augmentation du prix des matières premières. De plus, ces pièces sont soumises à des normes européennes de plus en plus exigeantes. C'est pourquoi les équipementiers automobiles comme l'entreprise DEVILLÉ S.A. cherchent aujourd'hui à développer des outils numériques permettant d'optimiser et de prédire le comportement de ces pièces à l'usage en intégrant l'ensemble du processus de fabrication. Le travail proposé ici s'efforce d'apporter une contribution à ce développement. L'utilisation de méthodes d'optimisation, en particulier un algorithme génétique NSGA-2, couplées avec des logiciels de conception et de calculs par éléments finis a permis d'améliorer différentes fonctions coût comme le dommage maximum subit par la pièce lors de sa conception ou encore l'effort maximal nécessaire à son dépliage... L'utilisation de réseaux de neurones pour réduire le temps d'optimisation global a également fait l'objet d'une étude. Ces méthodes numériques nécessitent la modélisation du comportement du matériau avec des lois de comportement et d'endommagement qui ont fait l'objet d'une étude expérimentale ainsi que d'une identification. Une méthode d'identification inverse a notamment permis de réduire l'erreur commise lors de la simulation numérique.

La première partie de notre étude, sur les structures optimales des agrégats isolés, a permis de confirmer la validité du potentiel de Sutton-Chen dès que l'agrégat contient plus de six atomes. Nous avons pu également mettre la robustesse de l'algorithme génétique à l'épreuve et constater que nous pouvions augmenter son efficacité en lui combinant une seconde méthode plus locale en fin de recherche : par exemple, celle du gradient conjugué. Dans le cadre de la méthode EHMO nous avons calculé les énergies des OM et les formes de ces dernières pour chaque géométrie. Nous avons également analysé la variation de gap HOMO-LUMO des orbitales frontières avec la taille de l'agrégat. La seconde partie nous a montré que les structures optimales des agrégats sur une surface (111) sont linéaires.

La première partie de notre étude, sur les structures optimales des agrégats isolés, a permis de confirmer la validité du potentiel de Sutton-Chen dès que l'agrégat contient plus de six atomes. Nous avons pu également mettre la robustesse de l'algorithme génétique à l'épreuve et constater que nous pouvions augmenter son efficacité en lui combinant une seconde méthode plus locale en fin de recherche : par exemple, celle du gradient conjugué. Dans le cadre de la méthode EHMO nous avons calculé les énergies des OM et les formes de ces dernières pour chaque géométrie. Nous avons également analysé la variation de gap HOMO-LUMO des orbitales frontières avec la taille de l'agrégat. La seconde partie nous a montré que les structures optimales des agrégats sur une surface (111) sont linéaires.

Nous proposons une approche “algorithme génétique” pour la reconstruction génomique. Notre approche introduit le concept d'algorithmie génétique multi-échelle : l'optimisation est conduite simultanément à une échelle locale et à une échelle globale. La fonction d'efficacité est donc hybride. Notre approche prend également en compte plusieurs types de données, dynamiques, statiques, ou imposées. Il en résulte un nouveau logiciel de reconstruction génomique, COGARE. Il est étalonné sur données simulées et comparé aux algorithmes existants. Il est utilisé sur deux cas réels, sur lesquels il révèle des capacités à renvoyer des informations pertinentes au biologiste.