Cette thèse -spécialisée en Recherche Opérationnelle- traite de l'intégration, dans le processus décisionnel industriel, de deux facteurs-clés: la planification des ressources humaines et l'ordonnancement de la production. Un premier cas de ce genre de problématiques est tout d'abord étudié. Deux bornes inférieures obtenues par relaxation lagrangienne et deux méthodes de résolution exacte par décomposition et génération de coupes sont présentées. Si la première approche relève d'une technique connue de la littérature (décomposition de Benders), la seconde se veut plus spécifique. Une technique de génération de coupes énergétiques valides, applicable en préprocess de toute méthode de résolution, est également proposée. La seconde partie traite d'un autre cas particulier, déjà évoqué dans la littérature, de la problématique générale. Ces travaux prolongent ceux effectués lors de la première étude dans le sens où le problème traité est intrinsèquement plus complexe et le but avoué est d'expérimenter les techniques de décomposition et génération de coupes, a priori efficaces, sur une autre problématique. Une technique de génération d'inégalités valides, applicable elle aussi en préprocess de toute méthode de résolution, est tout d'abord mise en place. Deux méthodes de résolution exacte sont ensuite développées. La première est analogue à la technique spécifique de décomposition décrite auparavant. La seconde, plus novatrice, exploite la décomposition intuitive de la problématique et la génération de coupes dédiées dans un cadre où les solutions à valider sont construites via une approche arborescente de type Procédure de Séparation et Evaluation Séquentielle.

This thesis study focuses on transmission expansion planning (TEP) problem for restructured power systems and addresses challenges specifically in countries where electricity market is in developing phase after liberalization of power industry for establishing a competitive market, like Turkey. A novel multi-year TEP approach is developed which considers generation investment cost and transmission congestion level in the planning horizon. The model assesses the impact of generation investments on TEP problem. Benders decomposition methodology is utilized successfully to decompose the complex mixed-integer programming TEP problem into a master problem and two subproblems. Security subproblem assesses single-contingency criteria. Transmission congestion cost is considered within operational subproblem given that congestion level is a proper criterion for measuring competitiveness level of an electricity market. The proposed approach is applied to the Turkish power system. The proposed approach could be utilized to provide indicative plans, which might be quite necessary particularly during development of a competitive market. However, there is no guarantee that independent power producers (IPPs) will follow those plans which concern the maximization of social-welfare. Given the necessity of coordinating monopoly transmission and decentralized generator investment decisions, the proposed approach is improved further to include promoting decentralized generator investments through incentive payments. Such incentives might be necessary to trigger IPPs earlier than their projections, as illustrated by numerical examples including IEEE 30-bus system.

Le pilotage optimal de production à moyen et à court terme représente de plus en plus une décision importante pour la gestion efficace d'une chaîne logistique. <br /><br />Dans la première partie de ce travail, nous nous intéressons au pilotage optimal de production à moyen terme d'une chaîne logistique à deux étages. Notre objectif est de savoir quel est le bénéfice d'une optimisation globale par rapport à l'optimisation locale. Nous étudions le comportement du système pour deux types de demande (déterministe/stochastique) et par rapport aux deux types d'optimisation. La modélisation est faite à l'aide des outils de la programmation mathématique et de la théorie des files d'attente. Plusieurs analyses ont été réalisées pour pouvoir définir le comportement de chaque modèle afin de pouvoir les<br />comparer. <br /><br />Dans la deuxième partie, nous considérons le problème d'optimisation de la production à court terme appliqué à une raffinerie pétrolière. Nous nous intéressons à l'ordonnancement des activités de chargement/déchargement du pétrole brut dans les réservoirs de stockage en ayant comme objectif la minimisation du coût de reconfiguration. Nous présentons une modélisation générique qui tient compte de tous les modes de préparation de mélanges et des différentes options de distillation. Nous donnons les différentes méthodes développées pour améliorer l'efficacité de la résolution ainsi qu'une nouvelle extension sur la méthode de décomposition de Benders. Nous terminons en comparant les différentes méthodes en terme de critères de qualité de la solution obtenue et du temps de résolution.

The goal of the research is to define the indicators of the muscle function, fatigue and recovery for the shin stretchers and benders, who are LCA students and soldiers, during the isokinetic load. Two groups were investigated: 17 healthy underclassmen from the Lithuanian Military Academy at the age of 18,8±0,4, and 20 healthy soldiers from the Great Lithuanian Etmon Jonusas Radvila training flock at the age of 19,8±1,1. The investigative were tested using the Biodex Medical System, the equipment allocated to the testing of human bone-muscle and rehabilitation. The testing was executed in the regime according to the specially created protocol. The maximum power of the right leg shin of the stretchers-benders and the power at the maximum speed when the fixed speed is 180 l/s was recorded. These parameters were registered before the load while doing 3 stretches and bends, and a 5-minute recovery period after the load doing 3 stretches and bends. In order to evoke tiredness 100 load of the stretching and bending was used at the fixed speed of 180 l/s. The achieved results revealed, that the benders of the first (LCA students) and the second (the soldiers) groups get less tired during the isokinetic load than stretchers. The maximum power of the first and the second group shin stretchers did not recover after a 5-minute period rest from the controlling value, and the maximum power of the shin benders recovered completely in comparion to the initial value. The muscle power of the... [to full text]

La SNCF utilise plusieurs engins spécialisés pour ausculter les fissures internes du rail. La fréquence d'auscultation de chaque rail est fonction du tonnage cumulé qui passe dessus. La programmation des engins d'auscultations ultrasonores est aujourd'hui décentralisée. Dans le cadre d'une étude de réorganisation, la SNCF souhaite étudier la faisabilité de l'optimisation de certaines tournées d'inspection. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, l'optimisation de la programmation des engins d'auscultation à ultrasons est étudiée. Une modélisation mathématique sous forme de problème de tournées sur arcs généralisant plusieurs problèmes académiques est proposées. Une méthode de résolution exacte, appliquant la décomposition de Benders, est détaillée. À partir de cette approche, une heuristique de génération de colonnes et de contraintes est présentée et analysée numériquement sur des données réelles de 2009. Enfin, un logiciel industriel développé autour de cette approche est présenté.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-02-14T10:05:06Z No. of bitstreams: 1 rafaelmontesfontoura.pdf: 1181632 bytes, checksum: b1fad4f811abb57f040a07696d069ebb (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-02-20T17:52:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelmontesfontoura.pdf: 1181632 bytes, checksum: b1fad4f811abb57f040a07696d069ebb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T17:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelmontesfontoura.pdf: 1181632 bytes, checksum: b1fad4f811abb57f040a07696d069ebb (MD5) Previous issue date: 2006-08-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho propõe a inclusão de restrições dinâmicas na análise de Fluxo de Potência Ótimo (FPO), envolvendo o problema associado ao fechamento de anel elétrico e ao planejamento de fontes de potência reativa. Os algoritmos desenvolvidos utilizam a metodologia primal-dual de pontos interiores (MPI) associada à técnica de decomposição matemática de Benders. A utilização do MPI para cálculo do fluxo de potência é motivada pelo seu bom desempenho, possibilidade de se modelar as não linearidades pertinentes aos sistemas elétricos de potência e conceituada utilização em softwares de uso comercial. A técnica de decomposição matemática de Benders é usada para reduzir a dimensão do sistema e proporcionar informações através dos índices de sensibilidade obtidos nos subproblemas. O objetivo da inclusão de restrições dinâmicas no problema de fluxo de potência ótimo é resguardar a integridade de geradores síncronos diante às perturbações presentes no sistema, sejam elas programadas (Fechamento de Anéis) ou não (Contingências). As análises com restrições dinâmicas podem ser uma ferramenta eficiente para definir ações operacionais preventivas ou investimentos no sistema. Para simulações dinâmicas foi utilizado o programa Anatem, desenvolvido Centro de Pesquisa de Energia Elétrica (CEPEL). A metodologia proposta foi implementada em código MATLAB e testada em sistemas IEEE. / This work proposes the inclusion of dynamic constraints in the Optimal Power Flow (OPF) formulation, involving the problem associated with closing loops and reactive power sources planning. The proposed algorithm uses the primal-dual Interior Point Methodology (IPM) associated with the mathematical Benders decomposition technique. The use of IPM was motivated by its performance, possibility to model the nonlinear issues in power systems and its application in commercial software. The mathematical technique of Benders decomposition was used to reduce system dimension and to provide subproblems sensitivity indexes. Dynamic constraints were included in the problem of optimal power flow in such a way to protect the integrity of synchronous generators when system disturbances occur. These disturbances can either be programmed (closing loops) or not (contingencies). The analysis of dynamic impacts can be an efficient tool to define preventive operational actions or to determine the power system investment planning. The dynamic simulations were carried out using the software ANATEM, from CEPEL. The proposed methodology was implemented in MATLAB and tested in IEEE systems.

Dans cette thèse, nous étudions différents modèles, déterministes et stochastiques, pour les problèmes de dimensionnement de réseaux. Nous examinons également le problème du sac-à-dos stochastique ainsi que, plus généralement, les contraintes de capacité en probabilité.<p>\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La gestion de l’énergie est une préoccupation majeure dans les réseaux de capteurs sans fil. Ces capteurs sont généralement alimentés par une batterie embarquant une quantité d’énergie finie. Par conséquent, le temps pendant lequel les capteurs peuvent surveiller une zone et communiquer par signaux radio peut être limitée lorsqu’il n’est pas possible de remplacer leur batterie. En outre, les réseaux de capteurs sont parfois déployés dans les zones difficiles d’accès ou dans des environnements hostiles dans lesquels le placement des capteurs peut être considéré comme aléatoire (c’est le cas par exemple lorsque les capteurs sont largués d’un avion ou d’un hélicoptère). Ainsi, l’emplacement des capteurs n’est pas connu a priori et les approches pour utiliser efficacement l’énergie sont nécessaires. Cette thèse explore l’utilisation de la génération colonnes pour optimiser l’utilisation de l’énergie dans les réseaux de capteurs sans fil. La génération de colonnes peut être vue comme un cadre général pour résoudre différents problèmes dans la conception et l’exploitation de ces réseaux. Plusieurs versions du problème et divers modèles sont proposés pour représenter leur fonctionnement,en utilisant notamment la génération de colonnes. Ces approches exploitent le caractère naturel de la génération de colonnes pour modéliser les différents aspects des réseaux de capteurs sans fil.Dans cette thèse, des contributions algorithmiques sont apportées afin de tirer le meilleur parti de la génération de colonnes au plan de l’efficacité computationnelle. Des stratégies hybrides combinant génération de colonnes et (méta)-heuristiques et donnant lieu à des méthodes exactes et approchées sont proposées et évaluées. Des tests numériques montrent l’efficacité des approches proposées et des bornes supérieures qui peuvent être employées pour évaluer l’efficacité des méthodes centralisées et distribuées. Enfin, des perspectives sont dégagées concernant les performances et la portabilité de la génération de colonnes pour aborder des problèmes plus réalistes et tenir compte des caractéristiques des réseaux de capteurs sans fil du futur. / Energy is a major concern in wireless sensor networks (WSN). These devices are typically battery operated and provided with a limited amount of energy. As a consequence, the time during which sensors can monitor the interesting phenomena and communicate through wireless signals might be limited because of (sometimes) irreplaceable batteries. Additionally, it is very common for WSN to be usedin remote or hostile environments which possibly makes necessary a random placement strategy (by using an airplane, a drone or a helicopter). Hence, the sensors location is not known a priori and approaches to efficiently use the energy are needed to answer to network topologies only known after sensors deployment. This thesis explores the use of column generation to efficiently use the energy in WSN. It is shown that column generation can be used as a general framework to tackle different problems in WSN design. Several versions of the problem and models for the operation of the WNS are adapted to be solved through column generation. These approaches take advantage of the natural way that column generation offers to consider different features of the WSN operation. Additionally, some computational improvements are proposed to keep the column generation method operating as an efficient exact approach. Hybrid strategies combining column generation with (meta)heuristic and exact approaches are considered and evaluated. The computational experiments demonstrate the efficiency of the proposed approaches and provide practitioners on WSN research with strategies to compute upper bounds to evaluate heuristic centralized and decentralized approaches. Finally, some future directions of research are provided based on the performance and adaptability of column generation to consider more sophisticated models and characteristics newly introduced in sensor devices.

As energy demands increase and energy resources change, the traditional energy system has been upgraded and reconstructed for human society development and sustainability. Considerable studies have been conducted in energy expansion planning and electricity generation operations by mainly considering the integration of traditional fossil fuel generation with renewable generation. Because the energy market is full of uncertainty, we realize that these uncertainties have continuously challenged market design and operations, even a national energy policy. In fact, only a few considerations were given to the optimization of energy expansion and generation taking into account the variability and uncertainty of energy supply and demand in energy markets. This usually causes an energy system unreliable to cope with unexpected changes, such as a surge in fuel price, a sudden drop of demand, or a large renewable supply fluctuation. Thus, for an overall energy system, optimizing a long-term expansion planning and market operation in a stochastic environment are crucial to improve the system's reliability and robustness. As little consideration was paid to imposing risk measure on the power management system, this dissertation discusses applying risk-constrained stochastic programming to improve the efficiency, reliability and economics of energy expansion and electric power generation, respectively. Considering the supply-demand uncertainties affecting the energy system stability, three different optimization strategies are proposed to enhance the overall reliability and sustainability of an energy system. The first strategy is to optimize the regional energy expansion planning which focuses on capacity expansion of natural gas system, power generation system and renewable energy system, in addition to transmission network. With strong support of NG and electric facilities, the second strategy provides an optimal day-ahead scheduling for electric power generation system incorporating with non-generation resources, i.e. demand response and energy storage. Because of risk aversion, this generation scheduling enables a power system qualified with higher reliability and promotes non-generation resources in smart grid. To take advantage of power generation sources, the third strategy strengthens the change of the traditional energy reserve requirements to risk constraints but ensuring the same level of systems reliability In this way we can maximize the use of existing resources to accommodate internal or/and external changes in a power system. All problems are formulated by stochastic mixed integer programming, particularly considering the uncertainties from fuel price, renewable energy output and electricity demand over time. Taking the benefit of models structure, new decomposition strategies are proposed to decompose the stochastic unit commitment problems which are then solved by an enhanced Benders Decomposition algorithm. Compared to the classic Benders Decomposition, this proposed solution approach is able to increase convergence speed and thus reduce 25% of computation times on the same cases.

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