Les mondes darwiniens

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à la génération suivante. Chaque individu (enfant ou parent) peut donc être
sélectionné au maximum une fois – il « meurt » s’il n’est pas sélectionné. Les
méthodes utilisées sont très semblables à celles de la sélection parentale.
Jusqu’ici, il a été implicitement supposé que l’ensemble du processus d’optimisation
se déroulait dans le même espace, l’espace sur lequel est définie
la fonction à optimiser. Mais il est souvent utile, voire nécessaire, de pousser
un peu plus loin le parallèle avec l’évolution en faisant intervenir un espace
additionnel, dans lequel sont appliqués les opérateurs de variation, différent
de l’espace dans lequel est calculée la fitness. On parlera d’espace génotypique
pour le premier – les opérations de croisement et mutation ont lieu sur les
« chromosomes » – et d’espace phénotypique pour le second – l’évaluation
pour la reproduction et la survie a lieu sur le résultat de la morphogénèse, ou
décodage du génotype en phénotype. L’intérêt d’une telle séparation est qu’il
est parfois utile de bénéficier d’une structure particulière sur l’espace génotypique,
afin d’assurer une meilleure exploration de l’espace par les opérateurs
de variation. Les propriétés du processus de morphogénèse jouent un rôle
essentiel lors de l’évolution, et le choix de la représentation (i.e. de l’espace
génotypique) est la première étape cruciale lors de la conception d’un algorithme
évolutionnaire.
2 Opérateurs de variation
Certaines composantes de l’algorithme décrit dans la section précédente
dépendent intimement de la représentation choisie. Ce sont d’une part
l’initialisation, i.e. le choix de la population initiale, dont le principe général est
d’échantillonner le plus uniformément possible l’espace de recherche, dans
l’optique d’optimisation globale, et sur laquelle nous n’insisterons pas plus ici.
Par contre, le choix des opérateurs de variation a une énorme influence sur le
comportement de l’algorithme et mérite quelques précisions. Les opérateurs
de variation créent de nouveaux individus à partir des parents sélectionnés. On
distingue usuellement les opérateurs de croisement (binaires, ou plus généralement
n-aires) et les opérateurs de mutation, unaires.
2.1 Croisements
L’idée générale du croisement est celle d’un échange de matériel génétique
entre les parents : si deux parents sont plus performants que la moyenne, on
peut espérer que cela est dû à certaines parties de leur génotype, et que certains
des enfants, recevant les « bonnes » parties de leurs deux parents, n’en