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Méthode de platitude pour le contrôle de systèmes couplés

Offre de thèse

Méthode de platitude pour le contrôle de systèmes couplés

Date limite de candidature

31-05-2024

Date de début de contrat

01-10-2024

Directeur de thèse

TAKAHASHI Takéo

Encadrement

Le doctorant sera encadré par Takéo Takahashi et par Jérôme Lohéac

Type de contrat

Concours pour un contrat doctoral

école doctorale

IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES

équipe

EDP

contexte

Nous avons obtenu quelques résultats dans le cas de système à frontière libre ou avec certains couplages

spécialité

Mathématiques

laboratoire

IECL - Institut Elie Cartan de Lorraine

Mots clés

Contrôlabilité, Equation aux dérivées partielles

Détail de l'offre

L' objectif est de travailler sur la méthode de la platitude pour des systèmes d'équations aux dérivées partielles.

De nombreux résultats ont déjà été obtenus dans la littérature mais en général il s'agit de contrôler une seule équation aux dérivées partielles. Nous souhaitons étendre ces résultats au cas de systèmes couplés, en ayant si possible une approche générale permettant de traiter toute une classe de systèmes. Nous souhaitons aussi travailler sur des problèmes non linéaires et en particulier des problèmes à frontière libre.

Dans un premier temps, nous souhaitons étendre ce résultat que nous avons obtenu sur le couplage de deux équations à un couplage d'un nombre fini d'équations de la chaleur. Éventuellement nous pourrons considérer dans un premier temps le cas d'un système en cascade. Nous souhaitons aussi regarder le cas où le couplage a lieu à la frontière du domaine.

Dans un second temps, nous voulons travailler sur le contrôle d'un système fluide-structure en dimension 1 en utilisant la méthode de la platitude. Le contrôle de ce type de système a déjà été étudié, plutôt par des méthodes spectrales. Nous souhaiterions obtenir le même type de résultat par la méthode de la platitude ce qui permet notamment d'obtenir un contrôle explicite et dépendant d'une sortie dite 'plate'. La difficulté de cette partie est que le système est à frontière libre et couple de manière 'forte' les équations du fluide et la structure.

Le dernier travail que nous aimerions aborder est le cas de certaines équations de la mécanique des fluides comme les équations de Stokes ou de Navier-Stokes. Cela demandera de nouvelles idées pour pouvoir gérer la pression par la méthode de la platitude. Une partie des difficultés viendra aussi de la gestion du terme non linéaire pour faire fonctionner la méthode.

Keywords

Controllability, Partial Differential Equation

Subject details

The objective is to work on the flatness method for systems of partial differential equations. Many results have already been obtained in the literature but in general it involves controlling a single partial differential equation. We wish to extend these results to the case of coupled systems, if possible having a general approach allowing us to treat an entire class of systems. We also want to work on nonlinear problems and in particular problems with free boundaries. Firstly, we wish to extend this result that we obtained on the coupling of two equations to a coupling of a finite number of heat equations. Eventually we can first consider the case of a cascade system. We also want to look at the case where the coupling takes place at the boundary of the domain. Secondly, we want to work on the control of a fluid-structure system in dimension 1 using the flatness method. The control of this type of system has already been studied, rather by spectral methods. We would like to obtain the same type of result using the flatness method, which allows us to obtain explicit control dependent on a so-called 'flat' output. The difficulty of this part is that the system has a free boundary and “strongly” couples the fluid equations and the structure. The last work that we would like to address is the case of certain fluid mechanics equations such as the Stokes or Navier-Stokes equations. This will require new ideas to be able to manage pressure through the method of platitude. Part of the difficulties will also come from managing the non-linear term to make the method work.

Profil du candidat

Nous recherchons des candidats avec un très bon niveau dans la théorie des équations aux dérivées partielles et éventuellement quelques connaissances sur la théorie du contrôle.

Candidate profile

We are looking for candidates with a very good level in the theory of partial differential equations and possibly some knowledge of control theory.

Référence biblio

https://hal.science/hal-03721544v1

https://hal.science/hal-03969875v2

https://hal.science/hal-04119834v1