Un jumeau numérique mécanique assisté par les splines et basé sur les images pour l’analyse de structures lattices réelles – AVATAR

La Fabrication Additive (FA) et l’imagerie révolutionnent actuellement la mécanique des matériaux. La FA permet la fabrication de structures architecturées cellulaires, appelées lattices, pertinentes pour l'industrie. Cependant, la FA génère des défauts au niveau des travées non négligeables par rapport au design initial issu de la Conception Assistée par Ordinateur (CAO). L’imagerie volumique telle que la tomographie aux rayons X offre la possibilité d’analyser finement ces défauts et de caractériser proprement le comportement de la lattice, en comparant champs mesurés obtenus par Corrélation d’Images Volumiques (CIV) et champs simulés issus de modèles basés sur les images. Toutefois, trois défis doivent être relevés : (a) la description des défauts doit être compatible avec la CAO pour caractériser la variabilité géométrique, (b) la mesure de champs cinématiques doit être réalisée à l’échelle subcellulaire alors qu’il y a peu de texture à cette échelle, et (c) les descriptions haute-fidélités et l’explosion de la résolution des caméras nécessitent de développer des outils HPC à chaque étape du processus. L'objectif de ce projet est de construire un jumeau numérique mécanique de la lattice à l'échelle de son architecture en bénéficiant de données massives images. La méthodologie proposée repose sur la construction et le calcul HPC d'un modèle dédié paramétré par les splines. Nous allons (a) considérer la composition de splines qui permet une description explicite de la variabilité géométrique. Ensuite, (b) la CIV sera régularisée faiblement en utilisant un modèle mécanique élastique linéaire basé sur l’image et enfin, (c) nous développerons des procédures isogéométriques spécifiques pour un assemblage et des résolutions sans matrice rapides qui bénéficient de la répétitivité du motif cellulaire. Le consortium couvre les compétences interdisciplinaires nécessaires à la réussite de ce projet, à savoir les mathématiques appliquées, l'informatique et la mécanique.