CSMA2026

Réseaux de neurones à graphes informés par la physique comme opérateur de localisation dans un cadre de lois hyperélastiques
Manuel Ricardo Guevara Garban  1@  , Yves Chemisky  2, *@  , Etienne Pruliere  3@  , Michael Clément  4@  
1 : Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux  (I2M)  -  Site web
Université de Bordeaux, Centre National de la Recherche Scientifique, Arts et Métiers Sciences et Technologies
F-33400 Talence -  France
2 : TIMC  (TIMC)  -  Site web
Translational Innovation in Medicine and Complexity / Recherche Translationnelle et Innovation en Médecine et Complexité - UMR 5525
Chemin Saint-Ferjus, 38700 La Tronche -  France
3 : Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux  (I2M)  -  Site web
Université de Bordeaux, Centre National de la Recherche Scientifique, Arts et Métiers Sciences et Technologies
F-33400 Talence -  France
4 : Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique  (LaBRI)  -  Site web
Université de Bordeaux, École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Centre National de la Recherche Scientifique
Domaine Universitaire 351, cours de la Libération 33405 Talence Cedex -  France
* : Auteur correspondant

Nous proposons un cadre d'apprentissage automatique permettant la prédiction de champs mécaniques locaux à partir de l'information de la moyenne de ce champ. Notre modèle s'apparente alors à un opérateur de localisation dans le cadre de l'homogénéisation. La méthode repose sur la définition d'un domaine périodique représentatif d'une microstructure, et d'une représentation sous forme duale de maillage et de graphe est construite. Un réseau de neurones permet d'effectuer un passage de message entre les noeuds de ce graphe, permettant de prédire, par passage de messages, le champ mécanique sur tous les noeuds du graphe en se basant sur la valeur moyenne de ce champ, donnée d'entrée du modèle. Dans le cas des champs de contraintes, afin de s'assurer de l'admissibilité physique des champs prédits (composantes du tenseur des contraintes), une contrainte physique de respect de l'équilibre locale est enforcée lors de l'apprentissage. Les capacités en terme de fidélité et de rapidité d'exécution de ce modèle sont évalués pour des comportement élastiques puis hyperélastiques. Les avantages d'un réseau de neurones à graphes est de permettre un apprentissage sur une base de donnée contenant des graphes différents, donc sur un ensemble de géométries. Dans le cas hyperélastique non linéaire, la méthode proposée permet d'obtenir des gains de temps de calcul significatifs par rapport à la simulation par éléments finis, la rendant particulièrement attrayante pour des applications à grande échelle.


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