Système Immunitaire Artificiel Parallèle appliqué aux Flow Shop

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran -Mohamed Boudiaf –
USTO-MB
Faculté des Sciences
Département d’Informatique
Mémoire pour obtenir le diplôme de Magister
Présenté par
HOUACINE Abdelkrim
Intitulé
Soutenu le : / / 2011
Devant le jury composé de:
Présidente Mme. BELBACHIR Hafida Professeur (USTO)
Rapporteur Mr. BELKADI Khaled Maître de conférences A (USTO)
Examinatrice Melle. NOUREDDINE Myriam Maître de conférences A (USTO)
Examinateur Mr. RAHAL Sid Ahmed Maître de conférences A (USTO)
Novembre 2011
Système Immunitaire Artificiel Parallèle
appliqué aux Flow Shop Hybride (FSH)
Spécialité : Informatique Option: Systèmes, Réseaux et Bases de Données (SRBDD)

Remerciements
Merci mon Dieu de m’avoir dressé et éclairé un chemin vers la réussite…
Je remercie tout particulièrement mon encadreur, Mr BELKADI KHALED, responsable du laboratoire
LIMEPS (Laboratoire d’Informatique, Modélisation et Evaluation des Performances des Systèmes), pour
m’avoir proposé ce sujet, et à qui je voudrais exprimé ma profonde gratitude, pour sa disponibilité et ses
encouragements.
Mes remerciements vont également à Mme H.BELBACHIR responsable de la Post-graduation
«systèmes, réseaux et bases de données » pour m’avoir donné l’occasion de faire partie de la dite option
et pour m’avoir fait l’honneur de présider le jury de thèse de magister.
Je remercie vivement tous les membres du jury, qui m’ont fait l’honneur de lire et de juger notre travail :
Mr. S.RAHAL maître de conférences à l’USTO
Melle. M .NOUREDDINE maître de conférences à l’USTO
Mes remerciements vont particulièrement à tous mes collègues de la post-graduation «systèmes, réseaux
et bases de données » en particulier, Khaled Ben Ali, Amine Mahmoudi, Houari Benyettou et Kateb
Ameur …
Je remercie aussi, Mr Belkhira Sid Ahmed Hichem, pour donner le courage de réaliser ce travail.
Merci à tous ceux qui ont contribuer de prés ou de loin à la réalisation de ce travail…

Table des matières

Table des matières
Introduction générale………………………………………………………………………… 1
Chapitre I : Généralités
1.1 Introduction………………………………………………………………………………………….. 3
1.2 Les systèmes de production ………………………………………………………………………… 3
1.2.1 La disposition des lignes de production ……………………………………………………… 4
1.2.1.1 La disposition produit …………….…………………………………………….... 4
1.2.1.2 La disposition Processus …………………………………………………………… 4
1.2.1.3 La disposition cellulaire …………………………………………………………… 4
1.2.1.4 La disposition fixe ………………………………………………………………….. 4
1.2.2 Les différents types d’ateliers ……………………………………………………………….. 4
1.3 Présentation du problème ………………………………………………………………………….. 5
1.3.1 Ordonnancement dans les systèmes de production ………………………………………….. 5
1.3.2 L’atelier de type Flow Shop Hybride (FSH) …………………………………………………. 6
1.3.2.1 La configuration du système Flow Shop Hybride ………………………………….. 6
1.3.2.2 Une notation pour le problème FSH ………………………………………………... 7
1.3.2.3 Les différents types du FSH ………………………………………………………… 9
1.3.2.4 La résolution du problème d’ordonnancement dans le système FSH ………………. 10
1.3.2.4.1 Problèmes NP_Difficiles..………………………………………………….. 10
1.3.2.4.2 Codage de la solution ……………………………………………………… 11
1.3.2.4.3 La complexité du Système FSH …………………………………………… 12
1.4 Les méthodes de résolution du problème d’ordonnancement de type FSH ………………………… 13
1.4.1 Méthodes de résolution exactes ………………………………………………………………... 13
1.4.1.1 Branch & Bound ………………………………………………………………………. 14
1.4.2 Résolution approchée …………………………………………………………………………… 14
1.4.2.1 Métaheuristiques à solution unique ……………………………………………………. 15
1.4.2.1.1 La descente ………………………………………………………………….. 15
1.4.2.1.2 Le Recuit simulé …………………………………………………………….. 15
1.4.2.1.3 La recherche tabou ………………………………………………………….. 16
1.4.2.2 Métaheuristiques à base de population …………………………………………………. 16
1.4.2.2.1 Colonies de fourmis ………………………………………………………….. 17
1.4.2.2.2 Les algorithmes génétiques ………………………………………………….. 17
1.4.2.3 Les métaheuristiques avancées ………………………………………………………….. 18
1.4.2.3.1 Les algorithmes mémétiques …………………………………………………. 19
1.4.2.3.2 La recherche dispersée (Scatter Search) ……………………………………… 19
1.4.2.3.3 Algorithme génétique avec gestion de population (GA/PM) …………………. 20
1.4.2.3.4 Algorithme mémétique avec gestion de population (MA/PM) ……………….. 21
1.4.2.3.5 Métaheuristique électromagnétique ………………………………………….. 22
1.5. Conclusion ……………………………………………………………………………………….. 23

Chapitre II : Les Systèmes Immunitaire Artificiel
2.1 Introduction ……………………………………………………………………………………….. 24
2.2 Le système immunitaire Naturel …………………………………………………………………... 24
2.2.1 Introduction ………………………………………………………………………………… 24
2.2.2 Composantes de l’immunité ……………..………………………………………………… 25
2.2.2.1 L’immunité naturelle …………..…………………………………………………… 25
2.2.2.2 L’immunité acquise ……..………………………………………………………… 25
2.2.3 Détection des antigènes …………………………………………………………………….. 26
2.2.3.1 Le récepteur des lymphocytes B (BCR) …………………………………………… 27
2.2.3.2 Le récepteur des lymphocytes T (TCR) …………………………………………… 28
2.2.4 Mécanisme de la détection du soi et du non soi ……………………………………………. 28
2.2.4.1 La sélection positive ……………………………………………………………….. 28
2.2.4.2 La sélection négative de lymphocytes B (La délétion clonale) ……………………. 28
2.2.4.3 La sélection négative de lymphocytes T …………………………………………… 28
2.2.5 La théorie de la sélection clonale …………………………………………………………… 29
2.2.6 La théorie des réseaux immunitaires (idiotypique) ………………………………………… 31
2.2.7 La théorie du danger ………………………………………………………………………… 31
2.3 Le système immunitaire artificiel ………………………………………………………………… 32
2.3.1 Introduction ………………………………………………………………………………… 32
2.3.2 Représentation des différents mécanismes …………………………………………………. 33
2.3.2.1 Affinité ……………………………………………………………………………… 33
2.3.2.2 Génération des récepteurs …………………………………………………………… 34
2.3.2.3 La sélection positive ………………………………………………………………… 35
2.3.2.4 La sélection négative ……………………………………………………………….. 35
2.3.2.5 La sélection clonale ………………………………………………………………… 36
2.3.3 Modèle des réseaux immunitaires …………………………………………………………… 38
2.3.4 La théorie du danger ………………………………………………………………………… 39
2.4 Conclusion ………………………………………………………………………………………… 39
Chapitre III : Développement de l’algorithme immunitaire artificiel pour le problème du FSH
3.1 Introduction ………………………………………………………………………………………. 40
3.2 Le système immunitaire artificiel (AIS) …………………………………………………………. 40
3.2.1 Le principe de la sélection clonale ……………………………………………………….. 40
3.2.2 La maturation d’affinité ………………………………………………………………….. 41
3.3 L’approche AIS proposée ………………………………………………………………………… 42
3.3.1 Algorithme ……………………………………………………………………………….. 42
3.3.2 Le processus de la sélection clonale dans l’algorithme …………………………………... 45
3.3.3 Le processus de la maturation d’affinité dans l’algorithme …………………………….. 46
3.3.3.1 La mutation ……………………………………………………………………. 46
3.3.3.2 La génération des récepteurs …………………………………………………… 47
3.4 Conclusion ……………………………………………………………………………………….. 47