Optimisation multidisciplinaire - Application à la conception de systèmes aérospatiaux

La conception de systèmes aérospatiaux (avions, hélicoptères, lanceurs, satellites, missiles…) met en jeu des processus complexes où est décisive la recherche de la meilleure performance au moindre coût, tout en assurant un niveau de fiabilité maximal. Ces processus de conception font appel à de nombreuses disciplines (aérodynamique, propulsion, trajectoire, structure…) qu’il faut maîtriser afin de garantir l’optimalité du système conçu et réduire la durée des cycles de conception. Ces disciplines, possédant souvent des objectifs antagonistes, requièrent des outils de conception adaptés permettant d’intégrer les contraintes inhérentes à chacune d’entre-elles et de faciliter la recherche de compromis. La prise en compte des couplages entre les disciplines accentue notablement la complexité du problème à résoudre (nouvelles contraintes à satisfaire, augmentation de la dimension du problème, temps de calcul).

L’optimisation multidisciplinaire (ou Multidisciplinary Design Analysis and Optimization – MDAO) se compose d’un ensemble de méthodes issues des mathématiques appliquées (formulation mathématique du problème d’optimisation, algorithmes d’optimisation, modèles de substitution, analyse de sensibilité, quantification des incertitudes…) dans le but de rationaliser et gérer dans son ensemble le processus de conception. Les buts recherchés sont une plus grande exploration de l’espace de recherche, un gain en efficacité et temps de calcul  ainsi qu’une meilleure maîtrise des incertitudes inhérentes aux disciplines modélisées et au contexte opérationnel. À la différence des processus de conception classiques dans lesquels les disciplines sont considérées de manière séquentielle, les interactions entre les disciplines sont directement prises en compte dans les approches MDAO  , permettant ainsi une gestion efficace des couplages et compromis interdisciplinaires. Cependant, la complexité du processus de conception (dimension du problème, temps de...