Les structures porteuses sont largement utilisées dans l’architecture moderne. La construction de ces structures nécessite de passer par plusieurs états partiels. La séquence d’assemblage doit être planifiée minutieusement, sinon ces états peuvent être sujets à d’importantes déformations dues au poids propre des pièces, ce qui peut mettre en danger la construction.

Lorsque la structure comporte un grand nombre de pièces, la recherche d’une séquence d’assemblage minimisant les déformations temporaires devient numériquement ardue. Les auteurs proposent une nouvelle approche dans laquelle des états intermédiaires, appelés points de repère, sont calculés de telle sorte qu’ils présentent une déformation minimale et une cohérence temporelle, c’est-à-dire que le passage d’un point de repère au suivant ne nécessite pas de retirer des pièces. Ainsi, chaque séquence d’assemblage d’un point de repère au suivant est un problème de taille réduite et peut donc être résolue de manière optimale. Ces deux problèmes discrets de planification de séquences sont formulés comme des programmes non linéaires en nombres entiers (MINLP) utilisant l’optimisation topologique.

L’algorithme de séparation et évaluation (Branch-and-Bound) d’Artelys Knitro a été utilisé pour résoudre ces problèmes MINLP. Les résultats obtenus montrent la pertinence de l’approche par l’optimisation puisque les séquences générées réduisent les déformations intermédiaires de 67% par rapport aux approches classiques de type « gloutonne ». Ces performances ont été renforcées par la qualité de l’heuristique de recherche de solutions primales en nombres entiers intégrée à Artelys Knitro.

Regardez la vidéo pour visualiser la méthode en mouvement !