Contributions à l’optimisation et au traitement des incertitudes pour la conception des systèmesaérospatiaux

Ces travaux de recherche, realises au sein du departement Traitement de l’Information et Systemes de l’ONERA, portent sur la conception et l'analyse des performances des vehicules aeronautiques et spatiaux. La conception de ce type de vehicules, comme les nouvelles configurations de lanceurs reutilisables, est un processus complexe ou la recherche de la meilleure performance au moindre cout tout en assurant un niveau de fiabilite maximal est preponderante. Ce processus fait appel a de nombreuses disciplines (aerodynamique, propulsion, trajectoire, structure, etc.). La prise en compte des couplages entre les disciplines accentue notablement la complexite du probleme a resoudre (accroissement de la dimensionnalite de l'espace de recherche, nouvelles contraintes a satisfaire, durees de calcul prohibitives). Ces travaux de recherche portent sur la proposition de nouvelles methodes pour mieux apprehender cette complexite, a travers notamment les approches relatives a l'analyse et l'optimisation multidisciplinaire et a l'utilisation de meta-modeles pour la conception. Les processus de conception de vehicules aerospatiaux font intervenir differentes phases, allant de la conception avant-projet a la conception detaillee. Ces phases se differencient par les niveaux de fidelite des modeles utilises et des niveaux d'incertitudes varies. La phase d'avant-projet, determinante dans l’identification de l’architecture et des caracteristiques macroscopiques optimales, se caracterise par un niveau d'incertitudes important, notamment au niveau des modeles employes, des technologies a integrer et des conditions operationnelles. Maitriser ces incertitudes des les premieres phases du processus de conception revet un caractere capital afin de fiabiliser l'architecture retenue et ainsi minimiser les cycles, couts et duree de developpement. Dans ce cadre, ces travaux de recherche ont porte sur le developpement de methodes pour la quantification et la propagation d'incertitudes ainsi que la proposition d'approches d'optimisation multidisciplinaire sous incertitudes. Les methodologies developpees ont principalement ete appliquees a la conception de configurations classiques de lanceurs ou de nouvelles configurations comme les lanceurs reutilisables.