Perfectionnement des algorithmes d'optimisation par essaim particulaire : applications en segmentation d'images et en électronique. (Improvement of particle swarm optimization algorithms : applications in image segmentation and electronics)

La resolution satisfaisante d'un probleme d'optimisation difficile, qui comporte un grand nombre de solutions sous-optimales, justifie souvent le recours a une metaheuristique puissante. La majorite des algorithmes utilises pour resoudre ces problemes d'optimisation sont les metaheuristiques a population. Parmi celles-ci, nous interessons a l'Optimisation par Essaim Particulaire (OEP, ou PSO en anglais) qui est apparue en 1995. PSO s'inspire de la dynamique d'animaux se deplacant en groupes compacts (essaims d'abeilles, vols groupes d'oiseaux, bancs de poissons). Les particules d'un meme essaim communiquent entre elles tout au long de la recherche pour construire une solution au probleme pose, et ce en s'appuyant sur leur experience collective. L'algorithme PSO, qui est simple a comprendre, a programmer et a utiliser, se revele particulierement efficace pour les problemes d'optimisation a variables continues. Cependant, comme toutes les metaheuristiques, PSO possede des inconvenients, qui rebutent encore certains utilisateurs. Le probleme de convergence prematuree, qui peut conduire les algorithmes de ce type a stagner dans un optimum local, est un de ces inconvenients. L'objectif de cette these est de proposer des mecanismes, incorporables a PSO, qui permettent de remedier a cet inconvenient et d'ameliorer les performances et l'efficacite de PSO. Nous proposons dans cette these deux algorithmes, nommes PSO-2S et DEPSO-2S, pour remedier au probleme de la convergence prematuree. Ces algorithmes utilisent des idees innovantes et se caracterisent par de nouvelles strategies d'initialisation dans plusieurs zones, afin d'assurer une bonne couverture de l'espace de recherche par les particules. Toujours dans le cadre de l'amelioration de PSO, nous avons elabore une nouvelle topologie de voisinage, nommee Dcluster, qui organise le reseau de communication entre les particules. Les resultats obtenus sur un jeu de fonctions de test montrent l'efficacite des strategies mises en oeuvre par les differents algorithmes proposes. Enfin, PSO-2S est applique a des problemes pratiques, en segmentation d'images et en electronique