Modélisation Multiéchelle et Comportement des MAteriaux Hétérogènes (3MAH)

Le groupe thématique 3MAH (Modélisation Multiéchelle et Comportement des MAtériaux Hétérogènes) s’intéresse à l’analyse des matériaux hétérogènes (cellulaires, composites, architecturés, biologiques), qui nécessitent la mise en place d’outils de modélisation et de techniques de caractérisation avancées.

L’étude de ces matériaux nécessite :

• Une caractérisation fine des mécanismes physiques opérant à des échelles microscopiques (voire nanoscopique)
• L’analyse de ces mécanismes et comprendre leur relation avec le comportement mécanique du matériau et ses performances (tenue en service, fonctionnalités)
• D'observer et de modéliser la cinétique de ces mécanismes et ses liens avec l’évolution de la microstructure du matériau à différentes échelles
• De simuler numériquement les phénomènes observés pour mieux comprendre le comportement du matériau lors de sollicitations complexes
• D'utiliser des stratégies numériques optimisées afin de simuler le comportement de structures en adoptant une démarche de modélisation multi-échelles
• De combiner les résultats numériques et expérimentaux afin d’établir des relations procédés – microstructure – comportement des matériaux hétérogènes

Ces actions sont à la base des investigations et développements, à la fois expérimentaux et numériques, menés au sein du groupe de recherche 3MAH. L'équipe 3MAH s'intéresse aussi particulièrement à l'utilisation des outils d'Intelligence Artificielle afin de simuler le comportement complexe, non-linéaire, de matériaux architecturés.

Les axes de recherche principaux du groupe portent plus spécifiquement sur :

• La génération de microstructures numériques représentatives de matériaux hétérogènes (structures architecturées, composites, cellulaires, granulaires)
• La formulation de lois de comportement complexes, multi-physiques intégrant des comportements couplés (endommagement, plasticité, viscoélasticité, transformation de phase)
• La définition de méthodes numériques optimisées et réduites adaptées à la simulation multi-échelles de structures. Ces méthodes intègrent des algorithmes inspirées de l'Intelligence Artificielle (réseau de neurones, perceptron, apprentissage)
• Le développement de méthodes numériques de couplages multi-échelles permettant le dialogue entre effets locaux et globaux
• L’élaboration de lois de comportement prenant en compte les effets vitesses appliqués aux matériaux architecturés ;
• L’aide à la compréhension des phénomènes dynamiques dans plusieurs procédés de fabrication

L’équipe 3MAH développe aussi de nombreuses solutions logicielles.