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DCPS - Conception et évaluation des performances des systèmes

DOOM - Démarche outillée d’optimisation multidisciplinaire

Aujourd'hui, la quête de la meilleure performance, de la meilleure qualité, du meilleur coût pour des engins volants (avions, hélicoptères, missiles, lanceurs etc.) devant répondreà certaines exigences, est devenu un processus complexe. Tout manque d’efficacité dans ce processus peut avoir de graves conséquences économiques ou opérationnelles. L’optimum doit être recherché de façon globale, au niveau du système, par des choix de compromis entre les différents éléments qui le composent dans le but d'une homogénéité et d'une parfaite intégration.

Devant le nombre des disciplines impliquées et le niveau de connaissances acquises dans chacune d’elles, "l'art de l'ingénieur", au sens de la capacité de l’homme à maîtriser l’ensemble des disciplines et leurs interactions, ne suffit plus. Il est alors nécessaire de développer des techniques de conception et d'optimisation à base d'outils mathématiques permettant l'intégration efficace des méthodes utilisées et développées par les différentes disciplines. Ces techniques permettent alors la recherche des meilleurs compromis conduisant à un système complet optimisé.

Le projet DOOM se propose de mener une analyse méthodique et approfondie de ce thème et des concepts scientifiques associés afin de déboucher sur une démarche et des outils méthodologiques de MDO (Multidisciplinary Design Optimisation). Il a pour vocation, au travers de démonstrations sur deux cas concrets, de démontrer la viabilité de la démarche et des outils afin :

  • de faciliter le développement ultérieur d’outils de conception et d’optimisation, en proposant schématiquement un « catalogue » de moyens (outils, environnements) associé à un mode d’emploi qui formalise cette démarche à partir d’une classification des applications
  • d’apporter cette expertise (et les outils correspondants) dans le cadre d’études internes ou en coopération avec des acteurs industriels.

Pour ce faire, ce projet met en avant deux volets :

  • un premier se déroulant principalement sur les deux premières années, dédié à l’étude des aspects méthodologiques. L’objectif est de recenser les acquis Onera en la matière, de mieux percevoir les possibilités d’utilisation des méthodes actuellement proposées dans le monde académique ou industriel et de se forger une philosophie d’emploi de ces méthodes au sein d’une démarche globale de MDO. Les thèmes traités concernent les formulations MDO visant à décomposer l’optimisation globale en sous problèmes d’optimisation couplés, les méthodes d’approximation (Surface de Réponse, réseaux de neurones, plans d’expérience, Machine à vecteur Support…), les algorithmes d’optimisation (simplex, Newton, gradient, génétiques/évolutionnaires…), les approches multiniveaux, les méthodes d’analyse de sensibilité et les plates formes informatiques susceptibles d’apporter les services correspondants.
  • un deuxième axé sur le développement d’applications représentatives des acquis et des possibilités des résultats issus des travaux méthodologiques précédemment évoqués, démontrant les possibilités des démarches et outils/méthodes étudiés. Ces applications formeront l’essentiel des travaux des années 2006 et 2007 et seront consacrées respectivement à la conception multidisciplinaire d’un avion d’affaire supersonique et d’un missile air-air très courte portée.

Ce projet intègre également des actions relatives à la mise en place et au suivi de collaborations Franco-françaises ou européennes sur le thème de la MDO afin de chercheràmutualiser les efforts et utiliser au mieux les synergies issues des compétences desétablissements de recherche.

DOOM est un projet de recherche fédérateur de l'Onera. Il entraîne la participation de 9 départements appartenant aux 4 branches scientifiques.

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