Recuit simulé adaptatif pour l'optimisation de trajectoire d'avion

Session : SS15 / SS15 : Modèles et méthodes d'optimisation dans l'incertain
Vendredi 12 février 10:30 - 11:50 Salle : RP12
Clément Bouttier, Sébastien Gadat, Sebastien Gerchinovitz et Florence Nicol

L’optimisation de la consommation de carburant associée aux trajectoires d’avions est un sujet de recherche majeur dans l’industrie aéronautique. De nombreuses solutions ont été proposées en considérant des modèles de dynamique avion simplifiés. Cependant, on ne trouve que très peu d’approches utilisant les codes de calculs les plus précis fournis par les constructeurs d’avions. Ceci s’explique avant tout par le fait que ceux-ci réclament plusieurs secondes pour évaluer le coût d’une trajectoire. Un deuxième frein à l’utilisation de ces codes est l’absence de garantie dans la régularité de leur surface de réponse. Ceci écarte les méthodes d’optimisation avec dérivée et augmente à nouveau le temps de calcul. Il s’agit en résumé d’un problème non convexe, non lisse qui doit être résolu par des méthodes d’ordre zéro. La méta heuristique dite du recuit simulé est un choix classique pour résoudre ce type de problème. Elle ne s’applique cependant pas directement ici car dans un contexte opérationnel plusieurs entrées des modèles de performance sont incertaines comme la météo ou la masse de l’appareil. Nous proposons donc ici une version bruitée du recuit simulé inspirée de adaptée à ce problème. Nous mettons en évidence une relation entre décroissance de la température et précision requise dans l’évaluation de la performance. Les trajectoires obtenues sont alors comparées aux trajectoires obtenues à l’aide des modèles approchés sur la base des évaluations boîtes noires. Nous montrons qu’elles sont à la fois plus robustes et moins coûteuses en moyenne que les trajectoires obtenues par les méthodes déterministes.

Mots clés : recherche opérationnelle, optimisation stochastique, trajectoire d'avion, modèle de performance avion, recuit simulé