{"id":20,"date":"2018-01-08T18:05:47","date_gmt":"2018-01-08T17:05:47","guid":{"rendered":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/?page_id=20"},"modified":"2018-01-09T15:52:49","modified_gmt":"2018-01-09T14:52:49","slug":"recherche","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/recherche\/","title":{"rendered":"Recherche"},"content":{"rendered":"<p><span class=\"Style\">Mes th\u00e8mes de recherche tournent autour de la mod\u00e9lisation et de la r\u00e9solution de probl\u00eames de contr\u00f4le optimal avec une emphase particuli\u00e8re sur la r\u00e9solution num\u00e9rique.<\/span><\/p>\n<h1>Projets en cours<\/h1>\n<p><span class=\"Style\">A ce jour (octobre 2015), mes projets de recherche portent sur :<\/span><\/p>\n<h2>A\u00e9rospatiale<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Avec <a class=\"link\" href=\"https:\/\/www.ljll.math.upmc.fr\/~trelat\/\">Emmanuel T\u00e9lat<\/a>, nous nous proposons de mettre au point une nouvelle m\u00e9thode de r\u00e9solution du probl\u00e9me classique de transfert orbital autour de la Terre \u00e0 pouss\u00e9e forte. L&rsquo;id\u00e9e est d&#8217;employer une m\u00e9thode de tir simple dont l&rsquo;originalit\u00e9 repose sur la construction de l&rsquo;initialisastion. Cette initialisation est fond\u00e9e sur une preuve rigoureuse du fait que la limite du transfert continu, lorsque la pouss\u00e9e maximum tend vers l&rsquo;infini, est \u00e9quivalent \u00e0 un probl\u00e8me de transfert orbital impulsionnel. Des consid\u00e9rations sur l&rsquo;interpr\u00e9tation g\u00e9om\u00e9trique de ce que repr\u00e9sentent les inconnues de la m\u00e9thodes de tir nous permettent alors de les estimer fid\u00e8lement.<\/p>\n<p>Toujours avec <a class=\"link\" href=\"https:\/\/www.ljll.math.upmc.fr\/~trelat\/\">Emmanuel T\u00e9lat<\/a>, nous encadrons les travaux de th\u00e8se de <a class=\"link\" href=\"https:\/\/www.ljll.math.upmc.fr\/~chupin\/\">Maxime Chupin<\/a> sur l&rsquo;<i>obtention de trajectoires optimales utilisant les vari\u00e9t\u00e9s invariantes issues des points de Lagrange du syst\u00e8me \u00e0 3 corps<\/i>.<\/p>\n<p>Avec <a class=\"link\" href=\"http:\/\/www.math.hawaii.edu\/~mchyba\/\">Monique Chyba<\/a> et Geoff Patterson, nous nous penchons sur un probl\u00e8me de rendez-vous avec une <i>mini-lune<\/i> temporairement captur\u00e9e par le champs gravitationnel de la Terre. Il s&rsquo;agit de concevoir une mission d&rsquo;interception d&rsquo;un petit corps c\u00e9leste en partant (vraisemblablement) d&rsquo;un voisinage du point L<sub>2<\/sub> du syst\u00e8me au 3 corps Terre-Lune, avec \u00e9ventuellement la prise en compte de l&rsquo;attraction du Soleil sous la forme d&rsquo;un probl\u00e8me au 4 corps.<\/span><\/p>\n<h2>Tomographie Acoustique<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Dans le cadre du projet ANR <a class=\"link\" href=\"http:\/\/maitinebergounioux.net\/AVENTURES\/accueil.html\">AVENTURES<\/a>, port\u00e9 par <a class=\"link\" href=\"http:\/\/maitinebergounioux.net\/PagePro\/Accueil.html\">Ma\u00eftine Bergounioux<\/a> et \u00e0 son initiative, je m&rsquo;int\u00e9resse \u00e0 la mod\u00e9lisation du probl\u00e8me de Tomographie Photo (et Thermo) Acoustique pour la tomographie des tissus mous. L&rsquo;id\u00e9e est de mod\u00e9liser ce probl\u00e8me comme un probl\u00e8me de contr\u00f4le optimal dans lequel le contr\u00f4le est la propri\u00e9t\u00e9 acoustique (absorptivit\u00e9 principalement, conductivit\u00e9&#8230;) du corps \u00e0 reconstruire.<\/span><\/p>\n<h2>M\u00e9thodes en contr\u00f4le optimal<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Dans la continuit\u00e9 de mes recherches en th\u00e9orie du contr\u00f4le optimal, je m&rsquo;int\u00e9resse, en collaboration avec <a class=\"link\" href=\"https:\/\/www.ljll.math.upmc.fr\/~trelat\/\">Emmanuel T\u00e9lat<\/a>, aux th\u00e8mes suivants :<\/span><\/p>\n<ul>\n<li>P\u00e9nalisation des probl\u00e8mes de contr\u00f4le optimal avec contraintes sur l&rsquo;\u00e9tat. Cette direction de recherche tente d&rsquo;apporter des r\u00e9sultats de convergence d&rsquo;une m\u00e9thode de r\u00e9gularisation des contraintes d&rsquo;\u00e9tats d&rsquo;un probl\u00e8me de contr\u00f4le optimal. Le but est d&rsquo;obtenir des r\u00e9sultats de convergence du m\u00eame ordre que ceux d\u00e9ja obtenus pour la r\u00e9gularisation de probl\u00e8mes sur domaine stratifi\u00e9s (cf. article <a class=\"link\" href=\"http:\/\/hal.archives-ouvertes.fr\/docs\/00\/51\/94\/58\/PDF\/cone.pdf\"><i>Convergence results for smooth regularizations of hybrid nonlinear optimal control problems<\/i><\/a>).<\/li>\n<li>Mon exp\u00e9rience des m\u00e9thodes de continuation en contr\u00f4le optimal m&rsquo;ont amen\u00e9 \u00e0 consid\u00e9rer une m\u00e9thode locale de construction de synth\u00e8se optimale permettant entre autre de localiser les cas d&rsquo;optima anormaux\/singuliers\/conjugu\u00e9s.<\/li>\n<\/ul>\n<h1>Projets pass\u00e9s<\/h1>\n<p><span class=\"Style\">Parmis mes projets pass\u00e9s, dont certains b\u00e9n\u00e9ficient toujours d&rsquo;une suite, on peut lister.<\/span><\/p>\n<h2>R\u00e9gularisation de probl\u00e8mes de contr\u00f4le optimal sur domaine stratifi\u00e9<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Cf. l&rsquo;article <a class=\"link\" href=\"http:\/\/hal.archives-ouvertes.fr\/docs\/00\/51\/94\/58\/PDF\/cone.pdf\">Convergence results for smooth regularizations of hybrid nonlinear optimal control problems<\/a> dans lequel on donne un r\u00e9sultat de convergence de l&rsquo;extr\u00e9male (trajectoire, contr\u00f4le, \u00e9tat adjoint) de la r\u00e9gularisation d&rsquo;un probl\u00e8me de contr\u00f4le hybride vers l&rsquo;extr\u00e9male du probl\u00e8me de contr\u00f4le hybride. La difficult\u00e9 principale du r\u00e9sultat est la convergence de l&rsquo;\u00e9tat adjoint qui est souvent <i>oubli\u00e9e<\/i> dans la litt\u00e9rature et qui pourtant est tr\u00e8s importante pour justifi\u00e9 une utilisation pratique (num\u00e9rique) de la r\u00e9gularisation.<\/span><\/p>\n<h2>Transfert orbital<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Cf. l&rsquo;article <a class=\"link\" href=\"http:\/\/hal.archives-ouvertes.fr\/docs\/00\/61\/36\/08\/PDF\/terrepr.pdf\">Continuation from a flat to a round Earth model in the coplanar orbit transfer problem<\/a>, o\u00f9 on propose une m\u00e9thode amusante de r\u00e9solution du probl\u00e8me de transfert orbital \u00e0 pouss\u00e9e forte.<\/span><\/p>\n<h2>(2004-2008) Conception de trajectoires efficaces pour un sous-marin autonome<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Il s&rsquo;agit ici de mon sujet de post-doctorat, que j&rsquo;ai effectu\u00e9 \u00e0 <a class=\"link\" href=\"http:\/\/math.hawaii.edu\/\">l&rsquo;universit\u00e9 d&rsquo;Hawaii \u00e0 Manoa<\/a>, sous la direction de <a class=\"link\" href=\"http:\/\/www.math.hawaii.edu\/~mchyba\/\">Monique Chyba<\/a>.<br \/>\nMa recherche en tant que post-doctorant comporte plusieurs volets dont le principal \u00e0 \u00e9t\u00e9 l&rsquo;\u00e9tude de la contr\u00f4labilit\u00e9 de l&rsquo;AUV (Autonomous Underwater Vehicle) ODIN (Omni Directional Intelligent Navigator) du laboratoire <a class=\"link\" href=\"http:\/\/www4.eng.hawaii.edu\/~asl\/\">ASL (Autonomous System Laboratory)<\/a> ainsi que l&rsquo;extension de cette \u00e9tude aux syst\u00e8mes m\u00e9caniques dont la dynamique est d\u00e9riv\u00e9e d&rsquo;un Lagrangien du type \u00e9nergie cin\u00e9tique moins \u00e9nergie potentielle. Apr\u00e8s l&rsquo;\u00e9tude de contr\u00f4labilit\u00e9 qui a men\u00e9 \u00e0 des m\u00e9thodes de construction de trajectoire admissible reliant deux configurations, ma recherche s&rsquo;est orient\u00e9e vers le calcul num\u00e9rique de trajectoire optimale pour le probl\u00e8me de transfert en temps minimal d&rsquo;un AUV. Les solutions de ce type de probl\u00e8me sont de forme bang-singuli\u00e8re et les possibles singularit\u00e9s rendent l&#8217;emploi d&rsquo;une m\u00e9thode indirecte d\u00e9licate. Nous avons donc opt\u00e9 pour une m\u00e9thode directe \u00e9tant donn\u00e9 que les solutions calcul\u00e9es le sont en vue d&rsquo;impl\u00e9mentation des strat\u00e9gies de contr\u00f4le sur ODIN lors de tests \u00e0 la piscine de l&rsquo;Universit\u00e9 d&rsquo;Hawaii, et donc les configurations terminales ne sont pas tr\u00e8s \u00e9loign\u00e9es. En effet, un des premiers but de ma recherche de post-doctorat est d&rsquo;\u00eatre capable d&rsquo;am\u00e9liorer les performances d&rsquo;ODIN en calculant des trajectoires efficaces en terme de temps de transfert ou d&rsquo;\u00e9nergie. La premi\u00e8re m\u00e9thode directe employ\u00e9e a tout simplement \u00e9t\u00e9 la transformation du probl\u00e8me de contr\u00f4le optimal en un probl\u00e8me d&rsquo;optimisation non lin\u00e9aire dont les param\u00e8tres d&rsquo;optimisation sont les \u00e9tats et le contr\u00f4le discr\u00e9tis\u00e9s. A la lumi\u00e8re des r\u00e9sultats obtenus, l&rsquo;existence d&rsquo;un ph\u00e9nom\u00e8ne de chattering dans la commande n&rsquo;est pas \u00e0 exclure, comme nous l&rsquo;a montr\u00e9 une \u00e9tude de l&rsquo;ordre des contr\u00f4les singuliers. De plus, la commande optimale pr\u00e9sente fr\u00e9quemment un nombre important de commutations ce qui est pr\u00e9judiciable \u00e0 une impl\u00e9mentation sur le terrain. Nous avons donc introduit une autre m\u00e9thode de r\u00e9solution consistant \u00e0 r\u00e9soudre le probl\u00e8me en fixant le nombre d&rsquo;instant de commutation. Ceci nous m\u00e8ne \u00e0 la r\u00e9\u00e9criture du probl\u00e8me de contr\u00f4le optimal en un probl\u00e8me d&rsquo;optimisation non lin\u00e9aire dont les inconnues sont la valeur des instants de commutations et la valeurs des contr\u00f4les entre chaque commutation (la structure est impos\u00e9e comme constante par morceaux). Les r\u00e9sultats de cette m\u00e9thode sont prometteurs puisque les temps de transfert obtenus sont tr\u00e8s proches de ceux de la discr\u00e9tisation des \u00e9tats et du contr\u00f4le pour une structure de contr\u00f4le beaucoup plus simple \u00e0 impl\u00e9menter sur le terrain. De plus, les temps de r\u00e9solutions sont clairement en faveur de la nouvelle m\u00e9thode puisqu&rsquo;ils ne d\u00e9passent pas les 10 s. contre plus de 30 mn. pour la premi\u00e8re m\u00e9thode (sur la m\u00eame plateforme). Comme dit pr\u00e9c\u00e9demment, le but de notre recherche est avant tout d&rsquo;am\u00e9liorer les performances de l&rsquo;AUV. Pour cela, une bonne ad\u00e9quation entre notre mod\u00e8le math\u00e9matique et le comportement d&rsquo;ODIN est n\u00e9cessaire. En ce moment nous r\u00e9alisons de nombreux tests en piscine afin de valider\/am\u00e9liorer notre mod\u00e8le. En parall\u00e8le nous commen\u00e7ons l\u00e9tude des trajectoires minimisant l&rsquo;\u00e9nergie ou la consommation. La minimisation de l&rsquo;energie est int\u00e9ressante d&rsquo;un point de vue th\u00e9orique car on peut y appliquer une m\u00e9thode de tir (multiple) et \u00e9tudier la pertinence de l&rsquo;application d&rsquo;int\u00e9grateurs symplectiques pour un probl\u00e8me de contr\u00f4le optimal. La minimisation de la consommation est le crit\u00e8re int\u00e9ressant en pratique puisque c&rsquo;est celui qui maximisera l&rsquo;autonomie de l&rsquo;AUV. L&rsquo;investigation de ce crit\u00e8re est toujours en cours et promet d&rsquo;\u00eatre fructueuse. On peut d&rsquo;ors et d\u00e9j\u00e0 affirmer que le fait que notre syst\u00e8me m\u00e9canique est dissipatif, le probl\u00e8me de minimisation de la consommation \u00e0 temps libre aura une solution a horizon finie (contrairement au cas du transfert orbital). Cette constation a pu \u00eatre <i>re-confirm\u00e9e<\/i> num\u00e9riquement.<\/span><\/p>\n<h2>(2001-2004) Transfert orbital \u00e0 pouss\u00e9e faible d&rsquo;un satellite avec maximisation de la masse finale<\/h2>\n<p><span class=\"Style\">Il s&rsquo;agit de ma th\u00e8se de doctorat, effectu\u00e9 \u00e0 l&rsquo;Institut Polytechnique de Toulouse, sous la direction de Joseph Noailles et <a class=\"link\" href=\"http:\/\/gergaud.perso.enseeiht.fr\/\">Joseph Gergaud<\/a>.<br \/>\nCette th\u00e8se porte sur un probl\u00e8me de m\u00e9canique spatiale, \u00e0 savoir un transfert orbital \u00e0 pouss\u00e9e faible, autour de la Terre, avec maximisation de la masse finale. La difficult\u00e9 de ce probl\u00e8me vient des discontinuit\u00e9s de la commande optimale et du fait que les instants de commutations ne sont pas connus (nombre et localisation). La methode du tir simple devenant particuli\u00e8rement sensible \u00e0 l&rsquo;initialisation, on param\u00e8tre le crit\u00e8re du probl\u00e8me pour relier la minimisation de l&rsquo;\u00e9nergie \u00e0 la minimisation de la consommation. La fonction de tir r\u00e9sultant de la param\u00e9trisation d\u00e9finit alors une homotopie dont le chemin de z\u00e9ros est suivi par une m\u00e9thode de continuation diff\u00e9rentielle. Une seconde homotopie, discr\u00e8te celle-ci, permet d&rsquo;affranchir compl\u00e8tement notre m\u00e9thode de toute connaissance a priori sur la structure de la commande optimale, d&rsquo;autant plus que le nombre de commutations peut \u00eatre tr\u00e8s important (plus de 1000 pour une pouss\u00e9e de 0.1 N et un satellite de 1500 kg). Cette m\u00e9thode de r\u00e9solution est implant\u00e9e dans un logiciel et appliqu\u00e9e avec succ\u00e8s \u00e0 notre probl\u00e8me. Les r\u00e9sultats obtenus permettent de mettre en \u00e9vidence. <\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mes th\u00e8mes de recherche tournent autour de la mod\u00e9lisation et de la r\u00e9solution de probl\u00eames de contr\u00f4le optimal avec une &hellip; <a href=\"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/recherche\/\" class=\"more-link\">Plus <span class=\"screen-reader-text\">Recherche<\/span> <span class=\"meta-nav\">&rarr;<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"folder":[],"class_list":["post-20","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/20","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/20\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35,"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/20\/revisions\/35"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20"}],"wp:term":[{"taxonomy":"folder","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.idpoisson.fr\/haberkorn\/wp-json\/wp\/v2\/folder?post=20"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}