ENPC Ecole des ponts
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Contrôle des systèmes dynamiques/analyse fonctionell
Année scolaire 2025-2026
Créneau Sem 3/Sem 5
SL
Prérequis

AnaEDP

Enseignants responsables Eric CANCES , Amaury HAYAT
Equipe enseignante Eric CANCES, Amaury HAYAT
Objectifs du module

L'objectif de ce cours est double:

 

- d’une part introduire et de mettre en pratique de nouvelles notions fondamentales d'analyse (convergence faible dans les espaces de Hilbert, injections de Sobolev…) essentielle pour traiter de nombreux problèmes d'optimisation en dimension infinie.

 

- d’autre part introduire des notions de théorie du contrôle, c’est-à-dire se demander ce qu’on peut faire faire à un système lorsqu’on peut agir dessus.

 

On se focalisera sur deux types d'applications :

 

- les problèmes aux limites (EDP linéaires ou non-linéaires avec conditions aux bords) ou aux valeurs propres pouvant être traités par des méthodes variationnelles (les solutions correspondent à des minimiseurs ou des points critiques de problèmes d'optimisation avec ou sans contraintes). On en profitera pour consolider les bases d'analyse fonctionnelle et de théorie des EDP acquises en première année ;

 

- le contrôle optimal de systèmes dynamiques (on cherche les trajectoires qui minimisent un certain critère). On approfondira à cette occasion l'étude des systèmes dynamiques (analyse de stabilité, critères de contrôlabilité…), et on verra comment mettre en oeuvre concrètement le principe du minimum de Pontryagin dans différents exemples.

Programme du module

5 séances seront dédiée à l’introduction à la théorie du contrôle avec (plan susceptible de varier suivant l’avancement du cours) :

 

- Une séance sur la contrôlabilité des systèmes de dimension finie (critère de Kalman, théorème de Cauchy-Lipschitz en version absolument continue, test linéaire)

 

- Une séance dédiée à la stabilization des systèmes (critère de Routh pour les systèmes linéaires, fonction de Lyapunov)

 

- Une séance dédiée à l’introduction au contrôle optimal et au principe du Minimum de Pontryagin

 

- Une séance dédiés à l’application du principe du Minimum de Pontryagin

 

- Une séance dédiée au principe du Minimum de Pontryagin avec atteinte de cible

 

6 séances seront dédiées à la partie analyse fonctionnelle (plan susceptible de varier suivant l’avancement du cours) :

 

- Deux séances sur l’optimisation en dimension infinie (convergence faible dans les espaces de Hilbert, conditions d’existence et d’unicité dans le cas convexe, condition d’Euler et équations d’Euler-Lagrange en dimension infinie) ;

 

- Deux séances sur les espaces de Sobolev (théorème de trace, injections continues, injections compactes - théorème de Rellich) ;

 

- Deux séances sur les applications de ces techniques à l’étude mathématique de problèmes aux limites linéaires et non-linéaires et de problèmes de contrôle optimal.

Modalités

11 séances de 2h CM / 1h TD

 

1 séance d’examen final

Contrôle des connaissances - Règles de validation du module

Examen final

Documents pédagogiques - Bibliographie

Un poly de cours sera fourni. Les élèves qui veulent approfondir le sujet peuvent se référer au livre suivant :

 

https://www.ljll.fr/~trelat/enseignement/controlSU/livreopt2.pdf

Effectif maximal Effectif illimité
Département de rattachement Département Ingénierie Mathématique et Informatique
Nombre de crédits ECTS 3 crédits ECTS
Mise à jour

10 Novembre 2025

Code MOPS2
Dernière mise à jour  :  10 Novembre 2025
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