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Systèmes d’entraînement de bandes flexibles :
optimisation multicritère des performances dynamiques
par approche évolutionnaire
Jonathan Frechard
To cite this version:
Jonathan Frechard. Systèmes d’entraînement de bandes flexibles : optimisation multicritère des per-formances dynamiques par approche évolutionnaire. Génie mécanique [physics.class-ph]. Université de Strasbourg, 2013. Français. �NNT : 2013STRAD015�. �tel-02003624�
UNIVERSITÉ DE STRASBOURG
ÉCOLE DOCTORALE 269 - MSII
Laboratoire du Génie de la Conception
THÈSE
présentée par :Jonathan FRECHARD
soutenue le : 02 juillet 2013
pour obtenir le grade de :
Docteur de l’Université de Strasbourg
Discipline/ Spécialité : Génie industriel
Systèmes d’entrainement de bandes
flexibles : optimisation multicritère des
performances dynamiques par
approche évolutionnaire
THÈSE dirigée par :
M. KNITTEL Dominique Professeur, Université de Strasbourg
RAPPORTEURS :
M. GOMES Samuel Professeur, Université Technologique de Belfort-Montbélliard
M. SAUTER Dominique Professeur, Université de Lorraine
AUTRES MEMBRES DU JURY :
M. COLLET Pierre Professeur, Président du jury, Université de Strasbourg
M. DREAN Jean-Yves Professeur, Université de Haute Alsace, Mulhouse
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❢❡(♠.❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✵ ✷✳✹✳✶ ■♥✢✉❡♥❝❡ ❞❡ ❧❛ ✈✐'❡66❡ ❞❡ ❞.✜❧❡♠❡♥' ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✶ ✷✳✹✳✷ ■♥✢✉❡♥❝❡ ❞❡6 (❛②♦♥6 ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✸ ✷✳✹✳✸ ■♥✢✉❡♥❝❡ ❞❡ ❧✬.❧❛6'✐❝✐'. ❞❡ ❧❛ ❜❛♥❞❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✼ ✷✳✺ ❈♦♥❝❧✉6✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✵ ✸ ❖♣,✐♠✐+❛,✐♦♥ ♠✉❧,✐❝(✐,6(❡ ❞✉ ❝♦♠♣♦(,❡♠❡♥, ❞❡ ❧❛ ❜❛♥❞❡ ✻✶ ✸✳✶ ■♥'(♦❞✉❝'✐♦♥ ❡' ♠♦'✐✈❛'✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✸ ✸✳✷ ▲✬♦♣'✐♠✐6❛'✐♦♥ ❞❡6 6②6'B♠❡6 ♠.❝❛'(♦♥✐K✉❡6 ❞.'❡(♠✐♥✐6'❡6 ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✸ ✸✳✷✳✶ ❇(❡❢ .'❛' ❞❡ ❧✬❛(' ❞❡ ❧✬♦♣'✐♠✐6❛'✐♦♥ ❡♥ ✐♥❣.♥✐❡(✐❡ ❞❡ 6②6'B♠❡6 ❞.'❡(♠✐♥✐6'❡6 ✻✸ ✸✳✷✳✷ ▲❡6 ♣(♦❜❧B♠❡6 ❞✬♦♣'✐♠✐6❛'✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✺ ✸✳✷✳✸ ▲❡6 ❛❧❣♦(✐'❤♠❡6 ❞✬♦♣'✐♠✐6❛'✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✼ ✸✳✷✳✹ ▲❡6 ❛❧❣♦(✐'❤♠❡6 ❣.♥.'✐K✉❡6 ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✾ 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❇✳✶ ❘❡❝❤❡.❝❤❡ ❞❡E ♣♦✐♥,E ❞♦♠✐♥❛♥,E E✉. ❧❡ ❢.♦♥, ❞❡ H❛.❡,♦ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✸ ❇✳✷ ❖❜,❡♥✐. ✉♥ ❢.♦♥, ❞❡ H❛.❡,♦ ❤♦♠♦❣I♥❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✹ ❇✳✸ ❚✐.❛❣❡ ❛❧K❛,♦✐.❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✺ ❇✳✸✳✶ ❚✐.❛❣❡ ❞❡ ▼♦♥,❡ ❈❛.❧♦ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✺ ❇✳✸✳✷ ❍②♣❡.❝✉❜❡ ❧❛,✐♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✻ ❇✳✸✳✸ H♦❧②♥P♠❡ ❞❡ ❝❤❛♦E ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✼ ❇✳✸✳✹ ❈♦♠♣❛.❛✐E♦♥ ❞❡E ❞✐✛K.❡♥,E ,✐.❛❣❡E ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✽
❈ ❘❛♣♣❡❧ &✉$ ❧❛ ❝♦♠♠❛♥❞❡ $♦❜✉&#❡ H∞ ✶✺✶
❈✳✶ ❋♦.♠✉❧❛,✐♦♥ ❞✉ ♣.♦❜❧I♠❡ ❞❡ E②♥,❤IE❡ H∞ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✺✸
❈✳✷ ❙②♥,❤IE❡ H∞ ❛✈❡❝ ✜❧,.❡E ❞❡ ♣♦♥❞K.❛,✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✺✹
❈✳✷✳✶ ▼K,❤♦❞❡ ❞❡E E❡♥E✐❜✐❧✐,KE ♠✐①,❡E ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✺✹ ❈✳✷✳✷ ❙②♥,❤IE❡ ❛✈❡❝ ♣.✐E❡ ❡♥ ❝♦♠♣,❡ ❞❡E ♣❡.,✉.❜❛,✐♦♥E ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✺✺ ❈✳✷✳✸ ❙②♥,❤IE❡ ❛✈❡❝ ♠♦❞I❧❡ ❞❡ .K❢K.❡♥❝❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✺✺
❉ ▼♦❞.❧✐&❛#✐♦♥ ❡# ❝♦♠♠❛♥❞❡ ❞✉ ♣$♦#♦#②♣❡ ❋❚❙✳ ✶✺✼
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▲✐"#❡ ❞❡" ✜❣✉)❡"
✶ !❤♦$♦❣&❛♣❤✐❡ ❞✉ ❜❛♥❝ ✐♥❞✉0$&✐❡❧ ❞❡ ❧✬❯♥✐✈❡&0✐$5 ❞❡ ❙$&❛0❜♦✉&❣ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷
✷ !❤♦$♦❣&❛♣❤✐❡ ❞✉ ❋❚❙ ✭❋❛0$ ❚❛♣❡ ❙②0$❡♠✮ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸ ✶✳✶ ❱♦❧✉♠❡ ❞✬❛♥❛❧②0❡ ❡♥$&❡ ❞❡✉① &♦✉❧❡❛✉① ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✵ ✶✳✷ ▼♦❞D❧❡ ♣♦✉& ❧❛ ❧♦✐ ❞❡ ❝♦♥0❡&✈❛$✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ♠❛00❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✷ ✶✳✸ ❙❝❤5♠❛ ❞✉ ❞5&♦✉❧❡✉& ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹ ✶✳✹ ❙❝❤5♠❛ ❞✉ &♦✉❧❡❛✉ $&❛❝$❡✉& ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✺ ✶✳✺ ❙❝❤5♠❛ ❞❡ ❧✬❡♥&♦✉❧❡✉& ❛①✐❛❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✻ ✶✳✻ ❙❝❤5♠❛ ❞✉ ❞❛♥0❡✉& ♣❡♥❞✉❧❛✐&❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✼ ✶✳✼ ❙❝❤5♠❛ ❞❡ ❧✬❛❝❝✉♠✉❧❛$❡✉& ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✾ ✶✳✽ ❈❤❡♠✐♥ ❞❡ ❜❛♥❞❡ ❞✉ ❜❛♥❝ ✐♥❞✉0$&✐❡❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✵ ✶✳✾ ❈♦♠♣❛&❛✐0♦♥ ❡♥$&❡ ♠♦❞D❧❡0 ❧✐♥5❛✐&❡ ❡$ ♥♦♥✲❧✐♥5❛✐&❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✸ ✶✳✶✵ ❈♦♠♣❛&❛✐0♦♥ ❞❡0 0♦&$✐❡0 ❞❡0 ♠♦❞D❧❡0 ❧✐♥5❛✐&❡ ❡$ ♥♦♥✲❧✐♥5❛✐&❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✹ ✶✳✶✶ ❙❝❤5♠❛ ❞❡ ♣&✐♥❝✐♣❡ ❞✉ ❋❚❙ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✺ ✶✳✶✷ ❙❝❤5♠❛ ❞✉ ❞❛♥0❡✉&✲❛❝❝✉♠✉❧❛$❡✉& ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✻ ✶✳✶✸ ❱❛❧❡✉&0 0✐♥❣✉❧✐D&❡0 ♠❛①✐♠❛❧❡0 ❡$ ♠✐♥✐♠❛❧❡0 ❞✉ 0②0$D♠❡ ❛✈❡❝ ❡$ 0❛♥0 ❞❛♥0❡✉&0 ✳ ✳ ✷✼
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❞❡0 ❞❛♥0❡✉&0 ♦❜$❡♥✉0 ♣❛& 0②♥$❤D0❡ 0✐♠✉❧$❛♥5❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✶ ✷✳✽ ❈♦♠♣♦&$❡♠❡♥$ ❢&5T✉❡♥$✐❡❧ ❞✉ 0②0$D♠❡ ❡♥ ❜♦✉❝❧❡ ❢❡&♠5❡ ❛✈❡❝ ❧❡0 ❣❛❜❛&✐$0 ♣♦✉& ❧❛
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