Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Recherche opérationnelle et développement durable
Directeur de thèse:
Alain BILLIONNET (Eurecom)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Les phénomènes intervenant en écologie, développement durable, gestion des ressources, etc. sont nombreux et complexes. On s’intéresse ici à des phénomènes sur lesquels l’homme peut agir en prenant certaines décisions et l’on cherchera à prendre les « meilleures ». Deux grands types d’approches sont envisageables : la simulation et l’optimisation. Elles ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients. La simulation est beaucoup plus simple à mettre en œuvre et a été beaucoup plus utilisée. L’approche optimisation est plus complexe mais, contrairement à l’approche par simulation, elle permet d’évaluer un nombre considérable d’options. Elle a été très peu utilisée. C’est cette approche originale que nous retenons ici pour, par exemple, définir une stratégie de gestion des espaces visant à minimiser la fragmentation du paysage (landscape fragmentation) qui est l’une des causes importantes d’une diminution globale de la biodiversité. Il est connu que cette fragmentation est principalement due aux infrastructures de transport (voies ferrées, autoroutes). De nombreux indicateurs ont été définis pour la mesurer.
Le souci du maintien de la biodiversité impose d’assurer les connexions entre les
populations des espèces indigènes, ainsi que l’existence de zones réservoir de faune
sauvage, et d’empêcher l’isolement de sous-populations. Ceci nécessite des axes de
déplacement écologiquement intacts à travers le paysage, en fonction des situations
topographiques et des aires forestières, correspondant aux couloirs de migration des
espèces. Il s’agit aussi bien d’éviter le plus possible la fragmentation lors de la construction de nouveaux axes routiers ou ferroviaires que de diminuer la fragmentation existante.
Le but de cette thèse est de proposer des solutions stratégiques, fondées sur des modèles d’optimisation et de graphes, concernant le design optimal du paysage.
Travail de thèse
A. Réaliser dans un premier temps une étude bibliographique des travaux existant sur ce sujet afin d’appréhender les outils modernes de l’optimisation et leurs applications à ces problèmes d’environnement.
B. Proposer des méthodes efficaces pour ces problèmes difficiles. Ces méthodes se baseront sur des modèles de graphes (multichemins, multiflots) et la programmation mathématique. Elles devront intégrer les aspects stochastiques des problèmes. Elles seront fondées par exemple sur des linéarisations, des relaxations semi-définies positives ou des méthodes de convexification, dans une approche robuste. On utilisera aussi des logiciels de programmation mathématique standards et très efficaces tels que CPLEX ou XPRESS. Pour chacun des modèles étudiés on essaiera de le rendre le plus réaliste possible tout en restant capable de le traiter efficacement.
C. La troisième année de thèse sera consacrée à la mise en œuvre des résultats obtenus précédemment sur un problème réel européen en liaison avec un laboratoire suisse. En effet, l’Europe, particulièrement la Suisse, s’intéresse à la préservation des corridors entre les pays : « …les 54 Etats membres du processus ministériel Un Environnement pour l'Europe doivent planifier et réaliser un tel réseau écologique. » [*]. Des contacts seront pris dès le début de la thèse avec le LAVOC de l’EPFL (http://lavoc.epfl.ch/), établissement avec lequel nous collaborons depuis longtemps sur d’autres sujets.
Bibliographie
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Doctorant.e: Poirion Pierre-Louis